Des astronomes japonais ont fait une découverte qui pourrait découler sur une meilleure compréhension de la genèse des planètes de notre système solaire. En utilisant deux instruments d’imagerie spatiale complémentaires, l’équipe a mis au jour une population d’objets jusqu’ici inconnue située aux confins du système solaire interne. Cette dernière suggère l’existence d’une structure plus vaste nichée dans la ceinture de Kuiper.
La ceinture de Kuiper, une région en forme d’anneau s’étendant aux limites du système solaire, au-delà de l’orbite de Neptune, abrite Pluton ainsi que d’autres planètes naines. Évoquées pour la première fois par Gérard Kuiper en 1951, les premières preuves tangibles de son existence sont apparues en 1992 avec la découverte d’Albion (1992QB1), un petit corps dont le nom fait référence à un personnage de la mythologie de la création de William Blake. Cependant, le corps le plus emblématique de cette ceinture reste la planète naine Pluton.
Située entre 30 et 55 unités astronomiques (UA) du Soleil (une UA représente la distance moyenne entre la Terre et le Soleil), la ceinture de Kuiper est occultée à l’observation depuis la Terre par de faibles angles de phase solaire — l’angle entre le Soleil, l’objet à observer et l’observateur. Observer les objets de la ceinture depuis la Terre requiert ainsi des engins spatiaux capables de parcourir plus de 6,4 milliards de kilomètres. Parmi les cinq vaisseaux ayant exploré les confins du système solaire interne, seule la sonde de la NASA New Horizons a traversé la ceinture de Kuiper dans le but d’étudier l’environnement.
Une synergie entre deux instruments d’imagerie spatiale
Lancé en 2006, New Horizons avait pour mission d’observer de près les corps extérieurs du système solaire. En 2015, la sonde a survolé le système de Pluton, puis en 2019, elle a exploré Arrokoth, un autre objet de la ceinture de Kuiper. Bien que la caméra de New Horizons dispose d’une longue focale, son champ de vision reste limité.
Incapable de détecter des objets par elle-même, New Horizons nécessite l’identification préalable de cibles. Pour pallier cette limite, des chercheurs de l’Observatoire astronomique national du Japon (NAOJ) ont utilisé le télescope Subaru, un instrument optique et infrarouge situé sur le Mauna Kea à Hawaï. Grâce à sa caméra à grand champ, Subaru peut identifier des objets potentiellement intéressants dans la ceinture de Kuiper. Cette collaboration internationale entre New Horizons de la NASA et le télescope Subaru a débuté en 2004.
Des recherches préliminaires publiées sur arXiv, basées sur des observations réalisées avec Subaru par une équipe d’astronomes du NAOJ, du Planetary Science Institute d’Arizona, du Southwest Research Institute du Colorado et de l’Université Harvard, confirment la présence de 24 objets dans la ceinture de Kuiper. En 2023, des observations avec l’Hyper Suprime-Cam (HSC) du télescope Subaru ont révélé 239 autres objets au-delà de l’orbite de Neptune.
Selon un communiqué récent du NAOJ, le Dr Fumi Yoshida, scientifique planétaire et astronome au NAOJ, a déclaré que 11 de ces corps ont été localisés « au-delà de la ceinture de Kuiper connue ». Découverts à une distance comprise entre 70 et 90 UA, ils semblent constituer une nouvelle classe d’objets orbitant dans un « anneau » distinct de la ceinture de Kuiper. Cette découverte, fruit d’une décennie d’observations, soulève des questions sur la formation de la nébuleuse solaire — le nuage de gaz à partir duquel le Système solaire s’est formé.
Vers une compréhension approfondie du système solaire
Les scientifiques soulignent que dans la région située entre 55 et 70 UA, seuls quelques objets ont été découverts. De telles zones « vides » ont également été observées dans d’autres systèmes planétaires en formation. L’équipe suggère que la région de formation initiale du système solaire serait bien plus vaste que ce qui a été constaté jusqu’à présent, remettant en question les modèles de formation planétaire actuels.
« Si cela se confirme, ce serait une découverte majeure. La nébuleuse solaire primordiale était bien plus étendue qu’on ne le pensait, ce qui pourrait avoir des implications pour l’étude du processus de formation des planètes dans notre système solaire », a déclaré Yoshida.
« Il s’agit d’une découverte majeure qui révèle quelque chose d’inattendu, de nouveau et d’excitant dans les régions les plus éloignées du système solaire interne », a ajouté Alan Stern, chercheur principal de la mission New Horizons. « La ceinture de Kuiper de notre système solaire a longtemps semblé très restreinte par rapport à de nombreux autres systèmes planétaires, mais nos résultats suggèrent que cette idée pourrait être due à un biais d’observation », conclut Wes Fraser, chercheur de la mission New Horizons et auteur principal de l’une des études. Actuellement, la sonde New Horizons est à environ 60 UA du Soleil et les chercheurs espèrent découvrir d’autres objets éloignés pour approfondir leurs recherches.