Les observations effectuées avec l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), ainsi que la modélisation théorique, montrent que les petits objets célestes qui composent la ceinture de Kuiper, une vaste collection au-delà de l'orbite de Neptune, sont affectés par un phénomène précédemment suggéré uniquement dans simulations informatiques.
Lorsqu'une planète se déplace à travers un disque protoplanétaire, elle dégage un espace et concentre les débris rocheux sur ses bords extérieurs et intérieurs pour créer un espace dans les petits corps glacés au-delà de Neptune. Cet écart est connu sous le nom de « zone appauvrie » et le processus qui crée cet écart a déjà été observé dans des modèles informatiques. Cependant, de nouvelles observations d'ALMA montrent que le processus pourrait être beaucoup plus puissant et plus répandu dans notre propre système solaire que ce que les scientifiques avaient prédit.
La recherche, dirigée par des astronomes de l’Université de Tokyo et de l’Université Sangyo d’Osaka, est présentée dans la revue Nature.
"Nous soupçonnions auparavant que ce mécanisme était en jeu, mais la résolution et la sensibilité d'ALMA en font la première détection directe de l'effet dans notre propre système solaire", explique l'auteur principal Shingo Kameda de l'Université de Tokyo.
Des études antérieures ont montré que le bord extérieur de la ceinture de Kuiper est fortement limité par la présence de Neptune. Cependant, les nouvelles observations d'ALMA montrent que le même processus, bien que plus faible, se produit également sur le bord interne.
"Cela montre que même si les grandes planètes ont cessé de migrer il y a environ 4 milliards d'années, leurs effets sur la répartition des petits corps sont encore détectables aujourd'hui", explique Takahiro Sudo, co-auteur de l'Université Sangyo d'Osaka.
Ces résultats permettent de concilier les observations avec les prédictions théoriques de la formation de la ceinture de Kuiper.
Les chercheurs ont découvert que la zone appauvrie observée dans la ceinture de Kuiper est cohérente avec les prédictions d'un modèle théorique spécifique de migration planétaire, dans lequel le disque de gaz exerce une force de traînée sur les planètes, les faisant migrer tout en interagissant avec les solides, qui sont concentrés dans des zones étroites.
"Ce résultat implique que les particules solides accumulées dans les zones étroites étaient directement dispersées par les planètes, et non indirectement affectées par le gaz du disque. Ce mécanisme pourrait être l'une des causes de la diversité des propriétés physiques et chimiques des petits corps du Soleil. système", explique le co-auteur Motohide Tamura, professeur à l'Université de Tokyo.
