How big is Ceinture de Kuiper?

La ceinture de Kuiper est une région en forme de tore, peuplée de corps glacés, dans le Système solaire externe, au-delà de l'orbite de Neptune. Sa partie principale s'étend d'environ 30 à environ 50 unités astronomiques du Soleil, une unité astronomique étant la distance moyenne de la Terre au Soleil. La partie principale de la ceinture mesure ainsi environ 100 unités astronomiques, soit 15 milliards de kilomètres, de large. Au-delà de cette partie principale, la ceinture n'a pas de limite extérieure unique, et une dispersion plus clairsemée d'objets s'étend beaucoup plus loin.

Taille

Une unité astronomique (au) vaut exactement 149 597 870 700 mètres, soit environ 150 millions de kilomètres. Selon la NASA, le bord intérieur de la ceinture commence à l'orbite de Neptune, à environ 30 au du Soleil, et sa région principale se termine vers 50 au. Les objets aux orbites calmes et presque circulaires se raréfient brusquement au-delà d'environ 47 au, à une limite appelée la falaise de Kuiper. Mesurée jusqu'au bord extérieur de la partie principale, la ceinture est large d'environ 100 au, soit 15 milliards de kilomètres.

La ceinture n'est pas plate comme un anneau, mais épaisse, comme un disque gonflé. Beaucoup de ses objets, appelés objets classiques de la ceinture de Kuiper, orbitent à une distance moyenne de 40 à 50 au. Une seconde région, le disque dispersé, chevauche le bord extérieur de la ceinture ; ses objets suivent des orbites allongées et inclinées, qui s'étendent jusqu'à près de 1 000 au. Certains astronomes considèrent ces deux régions comme distinctes, mais leurs limites se chevauchent, si bien que tout chiffre unique pour la taille de la ceinture reste approximatif.

Comparaisons de taille

D'un bord extérieur à l'autre, la ceinture mesure plus de trois fois la distance de Neptune au Soleil.
La lumière met environ 14 heures à la traverser, un peu plus de la moitié d'un jour-lumière.
L'orbite de la planète naine Pluton, qui mesure 2 377 kilomètres de diamètre, l'amène d'environ 30 à 49 au du Soleil, couvrant presque toute la partie principale de la ceinture.
Si le Soleil était réduit à la taille d'un ballon de basket, Neptune orbiterait à environ 780 mètres de distance. Le bord extérieur de la ceinture se trouverait à environ 1,3 kilomètre, si bien que la ceinture mesurerait environ 2,6 kilomètres de large.

Découverte et nom

La ceinture doit son nom à l'astronome Gerard Kuiper, qui a publié en 1951 un article évoquant l'hypothèse d'objets au-delà de Pluton. Kenneth Edgeworth avait lui aussi écrit sur de tels objets dans les années 1940, si bien que la région est parfois appelée ceinture d'Edgeworth-Kuiper. Pluton, découverte en 1930, a été le premier objet de la ceinture de Kuiper à être découvert. Les astronomes ont commencé à en trouver beaucoup d'autres au début des années 1990.

Ce que contient la ceinture

Les astronomes pensent que la ceinture contient des millions de petits corps glacés, dont des centaines de milliers de plus de 100 kilomètres de large. Outre la roche et la glace d'eau, ils renferment d'autres substances gelées comme l'ammoniac et le méthane. Les planètes naines Pluton, Éris, Hauméa et Makémaké sont toutes des objets de la ceinture de Kuiper dotés de leurs propres lunes. Malgré cela, on estime que l'ensemble de la matière de la ceinture ne représente pas plus d'environ un dixième de la masse de la Terre.

Selon la NASA, en 2025, une seule sonde spatiale a visité la ceinture de Kuiper : New Horizons. Elle a survolé Pluton en juillet 2015, et le 1er janvier 2019, elle est passée près d'un petit objet appelé Arrokoth. Ses images montraient deux lobes réunis, comme un bonhomme de neige rouge partiellement aplati.

Comment la ceinture s'est formée

Les corps glacés de la ceinture seraient des vestiges de la formation du Système solaire. La gravité de Neptune a tant perturbé la région que ces corps n'ont pas pu s'assembler en une planète. Selon une théorie bien étayée, les orbites des planètes géantes se sont déplacées très tôt, et Neptune s'est éloignée vers l'extérieur en traversant un disque dense de corps glacés. La majeure partie de la matière d'origine, probablement 7 à 10 fois la masse de la Terre, aurait été perdue.

La ceinture continue de s'éroder lentement. Ses objets entrent parfois en collision et se brisent en fragments plus petits, dont certains deviennent des comètes.