La formation des planètes dans le disque circumsolaire a laissé des débris au delà des planètes, le disque de Kuiper. Des centaines d’objets de quelques centaines à quelques dizaines de kilomètres ont été découverts au delà de l’orbite de Neptune depuis 1992. Le plus grand connu actuellement, Eris, avec un diamètre de 2400 km dépasse la taille de Pluton (2300 km). Plusieurs de ces objets sont, comme Pluton, en résonance avec Neptune. Ces découvertes ont amené l’UAI à rétrograder Pluton du statut de "planète" au statut de "planète naine". Cependant, la structure de ce disque est très mal connue parce que la plupart des objets qui le composent sont trop petits ou trop lointains pour être observés. La technique des occultations stellaires, qui s’est révélée efficace pour découvrir les anneaux de Neptune ou l’atmosphère de Pluton, vient de permettre à cette équipe internationale de détecter, pour la première fois, des objets de Kuiper invisibles par d’autres méthodes. Ces observations ont été menées à partir d’avril 2004 au Télescope William Herschel aux Canaries équipé avec la caméra ultrarapide ULTRACAM de l’équipe des professeurs Dhillon et Marsh des Universités de Sheffield et Southampton. Ces observations ont permis la détection de trois objets. Deux de ces détections correspondent à des objets de l’ordre de 300 mètres situés à plus de 100 unités astronomiques de la Terre.

Figure 1 : Simulation d’une occultation. Le principe de l’expérience est d’enregistrer le flux de l’étoile àune fréquence très rapide (typiquement 100 Hz) afin de détecter le passage d’objets devant l’étoile. Cette technique est sensible àla présence d’objets de quelques centaines de mètres aux confins du système solaire. Si l’étoile a un diamètre apparent assez petit, le profil de l’occultation est un phénomène diffractant c’est àdire que l’ombre de l’objet sur la Terre n’a pas la forme nette de l’objet mais présente des anneaux de diffraction que le télescope détecte comme des fluctuations du flux stellaire quand il traverse ces anneaux

D’autres observations, d’une équipe australienne et d’une équipe taiwanaise, en cours d’analyse, pourraient confirmer ces détections. Ces détections laissent penser que le disque de Kuiper contient des milliards d’objets de taille inférieure au kilomètre dans un disque froid et très étendu. Des observations systématiques basées sur cette méthode vont permettre de découvrir la structure radiale et verticale du disque de Kuiper. Référence : Exploration of the Kuiper Belt by High Precision Photometric Stellar occultations : First Results. F. Roques, A. Doressoundiram, V. Dhillon, T. Marsh, S. Bickerton, JJ Kavelaars, M. Moncuquet, M. Auvergne, I. Belskaya, , M. Chevreton, F. Colas, A. Fernandez, A. Fitzsimmons, J. Lecacheux, O. Mousis, S. Pau, N. Peixinho, G.P. Tozzi, 2006, AJ, 132, 819-822 Pour en savoir plus : Les objets de Kuiper Exploration of the Kuiper Belt by High-Precision Photometric Stellar Occultations : First Results

Contact Francoise Roques (Observatoire de Paris, LESIA, et CNRS) Alain Doressoundiram (Observatoire de Paris, LESIA, et CNRS)

Dernière modification le 22 février 2013

The formation of planets in the circumsolar disc left debris beyond planets, the disc of Kuiper. Hundreds of objects of a few hundreds to a few tens of kilometers were discovered beyond the orbit of Neptune since 1992. The largest known at present, Eris, 2400 km in diameter, is even a little larger than Pluto (2300 km). Several of these objects are, like Pluto, in resonance with Neptune. These discoveries led the IAU to retrogress Pluto from "a planet" statute to "a dwarf planet" statute. However, the structure of this disc is very badly known because the majority of the objects composing it are too small or too remote to be observed. The technique of stellar occultations, which proved efficient to discover the rings of Neptune or the atmosphere of Pluto, has just allowed this international team to detect, for the first time, Kuiper objects invisible by other methods. These observations were carried out from April 2004 at the Telescope William Herschel of the Canaries equipped with high-speed camera ULTRACAM from the team of professors Dhillon and Marsh from the Universities of Sheffield and Southampton. These observations allowed the detection of three objects. Two of these detections correspond to objects of about 300 meters located at more than 100 astronomical units from the Earth.

Figure 1 : Simulation of an occultation. The principle of the experiment is to record the flux of the star at a very high frequency (typically 100 Hz) in order to detect the passage of objects in front of the star. This technique is sensitive to the presence of objects of a few hundreds of meters at the boundary of the solar system. If the star has an apparent diameter small enough, the profile of the occultation is a diffracting phenomenon, i.e. the shadow of the object on the Earth has not the sharp shape of the object but presents diffraction rings, that the telescope detects as stellar flux fluctuations, at the ring crossings

Other observations, from an Australian team and a Taiwanese team, are currently being analysed, and could confirm these detections. These detections let think that the disc of Kuiper contains billion of objects of size lower than a kilometer in a cold and very wide disc. Systematic observations based on this method will allow to discover the radial and vertical structure of the Kuiper disc.

Reference : Exploration of the Kuiper Belt by High Precision Photometric Stellar occultations : First Results. F. Roques, A. Doressoundiram, V. Dhillon, T. Marsh, S. Bickerton, JJ Kavelaars, M. Moncuquet, M. Auvergne, I. Belskaya, , M. Chevreton, F. Colas, A. Fernandez, A. Fitzsimmons, J. Lecacheux, O. Mousis, S. Pau, N. Peixinho, G.P. Tozzi, 2006, AJ, 132, 819-822 To know more : Kuiper belt objects Exploration of the Kuiper Belt by High-Precision Photometric Stellar Occultations : First Results

Contact Francoise Roques (Observatoire de Paris, LESIA, et CNRS) Alain Doressoundiram (Observatoire de Paris, LESIA, et CNRS)

Dernière modification le 4 mars 2013