Ceinture de Kuiper
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Objets

Dimensions relatives des huit plus grands objets transneptuniens connus par rapport à la Terre.
Illustration de la loi du nombre d'objets en fonction du diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre et limité par les points du cercle ou de la sphère. Le diamètre est aussi la longueur de...)

Depuis la découverte du premier objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut être désigné par une étiquette verbale. Il est...) en 1992, plus de mille autres objets ont été découverts dans la ceinture de Kuiper (La ceinture de Kuiper (parfois appelée ceinture d'Edgeworth-Kuiper, ['kœj.pər] en néerlandais), est une zone du système solaire s'étendant...) et elle contiendrait plus de 70 000 corps de plus de 100 km de diamètre. En 2007, Pluton (Pluton, dont la désignation officielle est (134340) Pluton, est la deuxième plus grande planète naine connue du système solaire et le 10e plus grand astre connu orbitant le Soleil. Originellement...) était le plus grand objet connu de la ceinture de Kuiper avec un diamètre de 2 300 km. Depuis 2000, plusieurs objets de la ceinture de Kuiper de diamètre compris entre 500 et 1 200 km ont été découverts. Quaoar, un objet classique découvert en 2002, a un diamètre supérieur à 1 200 km. Makemake et Haumea dont les découvertes furent annoncées simultanément le 29 juillet 2005 sont encore plus grands. D'autres objets, tels que Ixion (découvert en 2001) et Varuna (découvert en 2000) ont un diamètre d'environ 500 km.

Bien que Pluton soit l'un des plus gros corps de la ceinture de Kuiper, plusieurs objets en dehors de la ceinture de Kuiper mais qui pourraient en être issus, sont plus grands que cette planète naine (En astronomie, une planète naine est un type d'objet céleste du système solaire, intermédiaire entre une planète et un petit corps.). Éris, un objet épars, est environ 27 % plus grand, de même que Triton (17 %), un satellite (Satellite peut faire référence à :) de Neptune. En 2008, seuls quatre objets du système solaire (Le système solaire est un système planétaire composé d'une étoile, le Soleil et des corps célestes ou objets définis gravitant autour de lui (autrement dit, notre...), Cérès, Pluton et Éris et Makemake sont considérés comme des planètes naines, les trois derniers cités étant des plutoïdes. Cependant, plusieurs autres objets de la ceinture de Kuiper ont une taille suffisante pour qu'ils soient sphériques et pourraient être classés parmi les planètes naines dans le futur.

Malgré sa grande étendue, la masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte)...) totale de la ceinture de Kuiper est assez faible, estimée à environ un dixième de celle de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus massive des quatre planètes...). La plupart des objets sont faiblement lumineux, ce qui est en accord avec les modèles de formation par accrétion (L'accrétion désigne en astrophysique, en géologie et en météorologie l'accroissement par apport de matière.), dans la mesure où seule une partie des objets possédant une certaine taille furent capables de grossir davantage. De manière générale, le nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) d'objets d'une certaine taille N est inversement proportionnelle à une certaine puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :) q du diamètre D : N ~ D-q. Cette relation de proportionnalité (On dit que deux mesures sont proportionnelles quand on peut passer de l'une à l'autre en multipliant par une constante appelée coefficient de proportionnalité.) est confirmée par les observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le plaisir procuré explique la très...) et la valeur de q est estimée à 4 ± 0.5. Dans l'état actuel des connaissances (2008), seule la magnitude des objets est connue ; leur taille est déduite en supposant leur albédo (L'albédo est le rapport de l'énergie solaire réfléchie par une surface sur l'énergie solaire incidente. On utilise une échelle graduée de 0 à 1, avec 0...) constant.

Deux des trois plus grands objets de la ceinture de Kuiper possèdent des satellites : Pluton en possède trois et Haumea deux. En outre, Éris, un objet épars qui se serait formé dans la ceinture de Kuiper, en possède un. La proportion d'objets de la ceinture de Kuiper possédant un satellite est plus élevée pour les grands objets que pour les petits, ce qui suggère un mécanisme de formation différent. Par ailleurs, 1 % (soit un pourcentage (Un pourcentage est une façon d'exprimer une proportion ou une fraction dans un ensemble. Une expression comme « 45 % » (lue « 45 pour cent ») est en réalité la sténographie pour la fraction 45/100 dont...) élevé) des objets seraient des systèmes binaires, c'est-à-dire deux objets de masse relativement proche en orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps autour d'un autre corps sous l'effet de la gravitation.) l'un autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit...) de l'autre. Pluton et Charon (Charon (P I Charon, Pluton I) est le plus grand satellite naturel de Pluton.) sont l'exemple le plus connu.

La masse totale des objets de la ceinture de Kuiper a été estimée à partir d'un recensement (Le recensement est une opération statistique de dénombrement d'une population.) des objets par télescope (Un télescope, (du grec tele signifiant « loin » et skopein signifiant « regarder, voir »), est un instrument d'optique...), en se fondant sur leur nombre et leur magnitude, en estimant l'albedo moyen à 0.04 et la densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la masse volumique d'un corps pris comme référence....) moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur qu'auraient chacun des membres de l'ensemble s'ils étaient tous...) à 1g/cm^3. Cela donne une masse à peu près équivalente à seulement 1% de la masse terrestre.

Composition des objets

Spectres infrarouges d'Éris (en rouge) et de Pluton (en noir) mettant en évidence les raies d'absorption ( En optique, l'absorption se réfère au processus par lequel l'énergie d'un photon est prise par une autre entité, par exemple, un atome qui fait une transition entre deux niveaux...) du méthane (Le méthane est un hydrocarbure de formule brute CH4. C'est le plus simple composé de la famille des alcanes. C'est un gaz que l'on trouve à l'état...) communes aux deux spectres.

Les études menées sur la ceinture de Kuiper depuis sa découverte ont permis de déterminer que ses membres sont principalement composés de glaces : ils sont constitués d'un mélange (Un mélange est une association de deux ou plusieurs substances solides, liquides ou gazeuses qui n'interagissent pas chimiquement. Le résultat de l'opération est une préparation aussi appelée mélange. Les...) d'hydrocarbures légers (comme le méthane), d'ammoniac (L’ammoniac est un composé chimique, de formule NH3 (groupe générique des nitrures d'hydrogène). C'est une molécule pyramidale à base...) et de glace (La glace est de l'eau à l'état solide.) d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.), une composition identique à celle des comètes. La température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle...) de la ceinture est d'environ 50 K: les composés sont présents à l'état solide.

La distance et la faible taille des objets de la ceinture de Kuiper rendent extrêmement difficile la détermination de leur composition chimique par spectroscopie. Quelques succès ont néanmoins été obtenus. En 1996, des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) spectrographiques de 15789 (1993 SC) furent obtenues et mirent en évidence que sa surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet...) avait une composition similaire à celle de Pluton ou de la lune (La Lune est l'unique satellite naturel de la Terre et le cinquième plus grand satellite du système solaire avec un diamètre de 3 474 km. La...) de Neptune, Triton ; de grandes quantités de glace de méthane ont été identifiées. De la glace d'eau a été détectée sur plusieurs objets, dont (19308) 1996 TO66, Huya et Varuna. En 2004, l'existence de glace d'eau cristalline et d'hydrate d'ammoniac fut établie sur Quaoar. Ces deux substances auraient été détruites si elles avaient existé depuis le début du système solaire, ce qui suggère qu'elles sont apparues à la surface de Quaoar récemment, soit par une activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) tectonique (La tectonique (du grec « τ?κτων » ou « tekt?n » signifiant batisseur, charpentier) est l'étude des structures...) interne (En France, ce nom désigne un médecin, un pharmacien ou un chirurgien-dentiste, à la fois en activité et en formation à l'hôpital ou en cabinet pendant une durée variable selon le "Diplôme...), soit à la suite d'impacts météoritiques.

La couleur (La couleur est la perception subjective qu'a l'œil d'une ou plusieurs fréquences d'ondes lumineuses, avec une (ou des) amplitude(s) donnée(s).) des objets de la ceinture de Kuiper fut l'une des premières caractéristiques qu'il fut possible de déterminer. Ces premières données indiquèrent une grande diversité de couleurs, allant du gris au rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait usage.) profond, suggérant que leurs surfaces sont composées d'un grand nombre de matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) différents, allant des glaces sales aux hydrocarbures. Cette diversité de couleurs surprit les astronomes qui s'attendaient à observer des objets uniformément sombres en raison de la perte de leurs composés volatiles gelés du fait des rayons cosmiques. Diverses explications furent avancées, dont une réalimentation des surfaces par impact ou dégazage. Selon une analyse des objets de la ceinture de Kuiper connus en 2001 réalisée par Jewitt et Luu, ces variations de couleurs sont trop extrêmes pour être simplement expliquées par des impacts aléatoires.

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