En astronomie (Avec plus de 6 000 ans d'Histoire, l'astronomie est probablement la plus ancienne des sciences naturelles, ses origines...), on désigne par objet transneptunien (En astronomie, on désigne par objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois...) transneptunien tout objet du système solaire (Le système solaire est le nom donné au système planétaire composé du Soleil et des objets célestes gravitant autour de...) dont l'orbite est entièrement ou pour...) tout objet du système solaire dont l'orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que décrit dans l'espace un corps autour d'un autre corps sous...) est entièrement ou pour la majeure partie au-delà de celle de la planète (Selon la dernière définition de l'Union astronomique internationale (UAI), « une planète est un corps céleste (a)...) Neptune. La ceinture de Kuiper et le nuage d'Oort sont les noms de quelques subdivisions de ce volume (En physique, le volume d'un objet mesure « l'extension dans l'espace » qu'il possède dans les trois...) de l'espace.

La planète naine Pluton (Pluton, dont la désignation officielle est (134340) Pluton, est la deuxième plus grande planète naine connue du système...) est le premier objet transneptunien à avoir été découvert.

Ces dernières années, de nouveaux objets transneptuniens ont été recensés. En novembre 2001 fut découvert (20000) Varuna, un astéroïde (Un astéroïde est un objet céleste dont la taille varie de quelques dizaines de mètres à plusieurs kilomètres de...) de la ceinture de Kuiper d'environ 1 000 kilomètres (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système international. Il est défini...) de diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre et limité par les points du...). En juillet 2001 on découvrit (28978) Ixion, un plutino d'environ 1 055 km de diamètre. Un peu plus d'une année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié à la révolution de la...) plus tard, en octobre 2002 un objet plus massif (Le mot massif peut être employé comme :) qu'Ixion a été repéré ((50000) Quaoar, 1 280 km), et en février 2004, un objet encore plus grand, (90482) Orcus, a été découvert.

La gravitation (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.), la force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un pouvoir de la volonté ou...) d'attraction entre toute matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont...), attire également les planètes. En raison des légères perturbations observées sur les orbites des planètes connues au début des années 1900, on a supposé qu'il devait y avoir au-delà de Neptune une ou plusieurs autres planètes non-identifiées. La recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de...) de ces dernières mena à la découverte de Pluton, et par la suite à celle de quelques autres objets significatifs. Cependant, ces objets ont toujours été trop petits pour expliquer les perturbations observées, mais des estimations révisées de la masse (La masse est une propriété fondamentale de la matière qui se manifeste à la fois par l'inertie des corps et leur...) de Neptune ont montré que le problème était factice.

Némésis, l'étoile-compagne hypothétique du Soleil, serait tombée sous la définition (Une définition est un discours qui dit ce qu'est une chose ou ce que signifie un nom. D'où la division entre les...) d'objet transneptunien, mais il semble qu'il n'existe aucune étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une énorme boule de plasma comme...) de ce genre.

Type d'objets transneptuniens

Les objets sont classés en fonction de leur orbite en relation à celle de Neptune

• Les objets en résonance orbitale (Une résonance orbitale, en astronomie, a lieu lorsque deux objets orbitant autour d'un troisième ont des périodes de...) avec Neptune (résonances ordonnées par le demi grand axe)
  • 4:5 exemple : (79969) 1999 CP₁₃₃
  • 3:4 exemples : 1998 UU₄₃, 1999 RW₂₁₅
  • 2:3, comme Pluton, appelés plutinos
  • 3:5 2003 US₉₂
  • 4:7 2000 OP₆₇
  • 1:2 appelés en anglais twotinos exemples : 1997 SZ₁₀, 1999 RB₂₁₅
  • 2:5 2000 CQ₁₀₅
  • 1:3 2003 LG₇

On pourrait même y inclure les troyens de Neptune (résonance 1:1).

A l'exception de 2:3 et 1:2, les objets occupant les autres résonances sont peu nombreux. Ces deux résonances constituent les limites conventionnelles de la Ceinture Principale, peuplée par les objets dits classiques, non résonants (cubewano)s.

• Les objets non affectés par Neptune (à présent)
  • cubewanos, les plus nombreux (plus de 680)
  • objets épars, résidant au delà de la résonance 1:2

Distribution

Distribution des transneptuniens.

Le diagramme (Un diagramme est une représentation visuelle simplifiée et structurée des concepts, des idées, des constructions, des...) illustre la distribution des transneptuniens connus (jusqu’à 70 ua) en relation avec les orbites des planètes et des centaures. Les différentes familles sont représentées en couleurs différentes. Les objets en résonance orbitale sont marqués en rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait usage.) (les astéroïdes troyens de Neptune en 1:1, les plutinos en 2:3, les objets en 1:2, twotinos en anglais, plus quelques petites familles. Le terme Ceinture de Kuiper (Kuiper belt regroupe les objets dits classiques (cubewanos, en bleu) avec les plutinos et les objets en 1:2 (en rouge). Les objets épars (scattered disk) s’étendent bien au-delà du diagramme avec des objets connus à distance moyenne (Il y a plusieurs façon de calculer une moyenne d'un ensemble de nombres. Celle qu'il convient de retenir dépend de la...) au-delà 500 ua (Sedna) et l’aphélie (L'aphélie est le point de l'orbite d'un objet (planète, comète, etc.) où il est le plus éloigné de l' étoile, autour...) supérieur à 1000 ua ((87269) 2000 OO₆₇).

Caractéristiques physiques

On pense généralement que les transneptuniens sont composés surtout des glaces et recouverts des matières organiques, comme les tholins, résultats des radiations. Toutefois, la confirmation récente de la densité (La densité est un nombre sans dimension, égal au rapport d'une masse d'une substance homogène à la masse du même volume...) de 2003 EL₆₁ (2,6-3,4 g/cm³) implique une composition surtout rocheuse (à comparer avec la densité de Pluton : 2,0 g/cm³). Compte tenu de la magnitude apparente (En astronomie, la magnitude apparente mesure la luminosité — depuis la Terre — d'une étoile, d'une planète...) des transneptuniens (>20, sauf les plus grands), l’étude physique (La physique (du grec φυσικη) est étymologiquement la science de la nature. Son champ...) se limite à :

• La mesure des émissions thermiques
• Les indices de couleur (les comparaisons des magnitudes à travers des filtres différents)
• L'analyse spectrale (L'analyse spectrale est une méthode utilisée en physique pour déterminer les caractéristiques d'un phénomène observé....) (partie visuelle et infrarouge)

L'étude des couleurs et des spectres apporte des indices sur l’origine des transneptuniens et tente de découvrir de possibles corrélations avec d’autres classes d’objets, par exemple les centaures et certaines lunes des planètes géantes (Triton, Phœbé) suspectées de faire partie initialement de la ceinture de Kuiper.

Toutefois, l’interprétation des spectres est souvent ambiguë, plusieurs modèles correspondant au spectre observé, qui dépend notamment de la granularité (taille des particules) inconnue. De plus, les spectres sont indicatifs uniquement de la couche de surface (Il existe de nombreuses acceptions au mot surface, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, souvent...) qui est exposée aux radiations, au vent solaire (Le vent solaire est un flux de plasma constitué essentiellement d'ions et d'électrons qui sont éjectés de la haute...) et à l'action des micrométéorites. Ainsi, cette fine couche de surface pourrait être bien différente de l’ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble, désigne intuitivement une collection d’objets (que l'on appelle éléments...) de la régolithe située au-dessous, et finalement très différente de la composition de l’objet.

Couleurs

Couleurs des transneptuniens.

Comme les centaures, les transneptuniens surprennent par toute une gamme des couleurs, du bleu (Bleu (de l'ancien haut-allemand « blao » = brillant) est une des trois couleurs primaires. Sa longueur d'onde...) gris au rouge intense. Contrairement aux centaures qui se regroupent en deux classes, la distribution des couleurs des transneptuniens semble uniforme.

L'indice de couleur est la mesure des différences de magnitude apparente de l’objet vu à travers des filtres bleu (B), neutre (V; vert-jaune) et rouge (R). Le graphe (Le mot graphe possède plusieurs significations. Il est notamment employé :) représente les indices connus des transneptuniens à l’exception des plus grands. Pour la comparaison, deux lunes Triton et Phœbé, le centaure (5145) Pholus et la planète Mars sont aussi représentés (il s'agit des noms en jaune, la taille n'est pas à l’échelle !).

Des études statistiques (La statistique (par opposition à une statistique) est l'ensemble des instruments et de recherches mathématiques...) rendues possibles récemment par le nombre grandissant d’observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide...), tente de trouver des corrélations entre les couleurs et les paramètres des orbites dans l’espoir de confirmer les théories de l’origine des différentes classes.

Objets classiques

Les objets classiques semblent être divisés en deux populations différentes :

• la population dite froide (l’inclinaison (En mécanique céleste, l'inclinaison est un élément orbital d'un corps en orbite autour d'un autre. Il décrit l'angle...) de l’orbite <5°) qui sont exclusivement rouges ;
• la population dite chaude (l’orbite plus inclinée) qui affiche toute la gamme des couleurs.

Objets épars

• Les objets épars montrent une ressemblance avec la population chaude des objets classiques, suggérant une origine commune.

Les grands transneptuniens

Comparaison de taille, albédo (L'albédo est le rapport de l'énergie solaire réfléchie par une surface sur l'énergie solaire incidente. On utilise une...) et des couleurs des grands transneptuniens.

Les plus grands objets suivent typiquement des orbites inclinées tandis que les objets plus petits sont regroupés près de l’écliptique (L'écliptique est le grand cercle sur la sphère céleste représentant la trajectoire annuelle du soleil vue de la Terre....).

À l’exception de Sedna, tous les grands objets ((136199) Éris, 2005 FY₉"Easter Bunny", 2003 EL₆₁"Santa", Charon (Charon (P I Charon, Pluton I) est le plus grand satellite naturel de Pluton.) et Orcus) se caractérisent par une couleur neutre (l'index infrarouge (Le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde supérieure à celle de la...) V-I <0,2) alors que les objets plus petits (Quaoar, Ixion, 2002 AW₁₉₇ et Varuna), comme la grosse majorité du reste de la population, sont plutôt rouges (V-I 0,3-0,6). Cette différence laisse à penser que la surface des grands transneptuniens est couverte de glaces qui recouvrent les couches plus sombres et plus rouges.

Le diagramme illustre les tailles relatives, les albédos et les couleurs des plus grands transneptuniens. Les satellites sont aussi montrés ainsi que la forme exceptionnelle de 2003 EL₆₁ due à sa rotation rapide. L’arc autour de 2005 FY₉ représente la marge d’erreur compte tenu de son albédo inconnu.

Les spectres

Les transneptuniens se caractérisent par une variété de spectres qui diffèrent dans la partie visible rouge et dans l'infrarouge. Les objets neutres présentent un spectre plat, réfléchissant autant dans l’infrarouge que dans la partie visible. Les spectres des objets très rouges par contre, possèdent une pente montante, en réfléchissant bien plus en rouge et infrarouge. Une tentative récente de classification introduit quatre classes BB (bleu, comme Orcus), RR (très rouge comme Sedna) avec BR et IR comme classes intermédiaires.

Les modèles typiques de la surface incluent la glace d'eau (L’eau (que l'on peut aussi appeler oxyde de dihydrogène, hydroxyde d'hydrogène ou acide hydroxyque) est un...), carbone (Table complète - Table étendue) amorphe, de silicates et de macromolécules appelées tholines, crées par l'intense radiation (Le rayonnement est un transfert d'énergie sous forme d'ondes ou de particules, qui peut se produire par rayonnement...). Quatre tholines sont utilisées pour expliquer la couleur rougeâtre :

• tholine de Titan (Cliquez sur l'image pour une description), produit d'un mélange (Un mélange est une réunion de deux ou plusieurs substances.) de 90% N₂ and 10% CH₄ (méthane gazeux) ;
• tholine de Triton, la même origine mais moins (0,1%) de méthane ;
• (éthane) tholine glace I, produit d'un mélange de 86% H₂O et 14% C₂H₆ (éthane) ;
• (méthanol) tholine glace II, 80% H₂O, 16% CH₃OH (méthanol) et 3% de CO₂.

Comme illustration des deux classes RR et BB les composition possibles suivantes ont été suggérées :

• pour Sedna (RR très rouge): 24% de tholine de Triton, 7% de carbone amorphe, 10% de N₂, 26% de méthanol, 33% de méthane (Le méthane (R50) est un hydrocarbure de la famille des alcanes.)
• pour Orcus (BB, bleu gris): 85% de carbone amorphe, 4% de tholine de Titan, 11% de glace H₂0

Objets transneptuniens notables

• plutinos
  • Pluton avec ses 3 satellites, Charon inclus
  • (90482) Orcus
  • (28978) Ixion
• cubewanos
  • (2003 EL₆₁) Santa remarquable pour ses 2 satellites, sa taille (>2000 km), sa rotation très rapide (3,9 h) et sa densité élevée (2,6-3,3 g/cm³)
  • (2005 FY₉) Easter Bunny
  • (20000) Varuna
  • (50000) Quaoar
• objets épars
  • (136199) Éris, le plus grand transneptunien connu à ce jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux...) (début 2006), un satellite (Satellite peut faire référence à :) connu
  • (90377) Sedna, remarquable par son orbite très excentrique l’amenant à plus de 900 AU du Soleil