Objets en Résonance Avec Neptune

7/25/2019 Objets en Rsonance Avec Neptune

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Objets en rsonance avec Neptune

De nombreuxobjets ont desorbitesenrsonanceaveccelle de laplante Neptune(rsonance de moyen mou-vement). De faon plus explicite, lapriode de rvolutionde ces corps est dansun rapport simple avec celle de Nep-tune : 1 :1, 1 :2, 2 :3, 3 :5, etc. En dehors des troyens deNeptune(objets en rsonance 1 :1), les autres objets sonttous desobjets transneptuniens(OTN). Les OTN en r-sonance avec Neptune font partie de la population prin-cipale de laceinture de Kuiperou desobjets parspluslointains[1].

1 Rpartition

a [AU]10 20 30 40 50 60 70

2 3 1 2 2 51 1 3 4 3 74 7 1 34 5 3 73 5 1 4

SA

TURN

URANUS

NEP

TUNE

PLU

TINOS

1 2

10

20

30

40

50

60

i [ ]

1000kmD H 3.0 4.0 5.0 6.0

P [y]100 200 300 400 500 600

Eris

Pluto

MakemakeHaumea

Orcus2006 QH

181

2004 XR190

2007 UK126Chariklo

Chiron

2002 TC302

Centaurs

KuiperBelt

Scattered disk

Trans-Neptunian objects

Rpartitiondes objets transneptuniens, ceux qui sont en rsonancesont en rouge.

Le schma illustre la distribution des objets transneptu-niens connus (jusqu' 70 UA) en relation avec les orbitesdes plantes ainsi que descentaurespour rfrence. Les

objets en rsonance sont reprsents en rouge. Les rso-nances avec Neptune sont indiques par des traits verti-caux ; 1 :1 marque la position de l'orbite de Neptune (etdes troyens), 2 :3 l'orbite dePlutonet desplutinos, 1 :2,2 :5, etc. indique de petites familles.

Certains auteurs sen tiennent la dsignation 2 :3 alorsque d'autres prfrent 3 :2. Cela pourrait porter confu-sion, mais les OTN, par dfinition, ont des priodes sup-rieures celle de Neptune. La dclaration Pluton est enrsonance 2 :3 avec Neptune ne peut donc qu'tre in-terprte comme Pluton parcourt deux orbites dans lemme temps que Neptune en parcourt trois . l'inverse,

dire que Pluton est en rsonance 3 :2 avec Neptune doit alors tre compris comme la priode de rvolutionde Pluton est 3 :2 (1,5) fois celle de Neptune .

2 Remarque

On appelle ordre d'une rsonance la diffrence entre lesdeux nombres composant le rapport irrductible de la r-sonance. Ainsi, les rsonances 1 :2 et 2 :3 sont d'ordre 1,la rsonance 3 :5 est d'ordre 2 et la rsonance 5 :12 estd'ordre 7. Plus l'ordre d'une rsonance est forte, moinsNeptune a une influence importante sur les objets situssur cette rsonance.

3 Origine

Article principal :Modle de Nice.

Des tudes analytiques et numriques dtailles des r-sonances avec Neptune ont montr que les marges sontassez troites (c'est--dire que les objets doivent avoirprcisment une certaine valeur nergtique[2])[3]. Si le

demi-grand axe de ces objets est en dehors de ces four-chettes, l'orbite devient chaotique et les lments orbitauxdeviennent instables.

Plus de 10 % des OTN ont une rsonance 2 :3, ce qui estloin d'tre alatoire. On croit maintenant que les objetsont t recueillis sur des distances plus grandes pendantla migration de Neptune.

Bien avant la dcouverte despremiersOTN, il tait sugg-r que l'interaction entre les plantes gantes et un disquede petites particules serait, par transfert du moment,les ferait migrer vers l'intrieur tandis que Jupiter, Sa-

turne, Uranus et Neptune en particulier migreraient versl'extrieur. Au cours de cette priode relativement courte,Neptune aurait pig des objets sur des orbites en rso-nance.

4 Population connue

Les groupes de rsonance sont ici lists par ordre de dis-tance croissante au Soleil. Dans les titres, a dsigne le

demi-grand axe etPla priode orbitale. Pour rappel : 1ua (unit astronomique) = 149 597 870 700 m ~ 149,6millions de kilomtres.

1
https://fr.wikipedia.org/wiki/Unit%C3%A9_astronomiquehttps://fr.wikipedia.org/wiki/Moment_cin%C3%A9tique_(m%C3%A9canique_classique)https://fr.wikipedia.org/wiki/Mod%C3%A8le_de_Nicehttps://fr.wikipedia.org/wiki/Plutinohttps://fr.wikipedia.org/wiki/Pluton_(plan%C3%A8te_naine)https://fr.wikipedia.org/wiki/Ast%C3%A9ro%C3%AFde_troyen_de_Neptunehttps://fr.wikipedia.org/wiki/Centaure_(plan%C3%A9to%C3%AFde)https://fr.wikipedia.org/wiki/Objet_transneptunienhttps://fr.wikipedia.org/wiki/Disque_des_objets_%C3%A9parshttps://fr.wikipedia.org/wiki/Ceinture_de_Kuiperhttps://fr.wikipedia.org/wiki/Objet_transneptunienhttps://fr.wikipedia.org/wiki/Ast%C3%A9ro%C3%AFde_troyen_de_Neptunehttps://fr.wikipedia.org/wiki/Ast%C3%A9ro%C3%AFde_troyen_de_Neptunehttps://fr.wikipedia.org/wiki/Nombre_rationnelhttps://fr.wikipedia.org/wiki/P%C3%A9riode_de_r%C3%A9volutionhttps://fr.wikipedia.org/wiki/Neptune_(plan%C3%A8te)https://fr.wikipedia.org/wiki/Plan%C3%A8tehttps://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9sonance_orbitalehttps://fr.wikipedia.org/wiki/Orbite


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2 4 POPULATION CONNUE

4.1 Objets en rsonance 1 :1 : les troyens

de Neptune (a~ 30,1 ua ;P~ 165 ans)

Article principal :Astrode troyen de Neptune.

4.2 Objets en rsonance 4 :5 (a~ 34,9 ua ;P~ 206 ans)

(131697) 2001 XH255


(15836) 1995 DA2

(143685) 2003 SS317

4.4 Objets en rsonance 2 :3 : les plutinos

(a~ 39,4 ua ;P~ 247 ans)

Article principal :Plutino.Ce sont de loin les plus nombreux, ce jour[Quand ?] 92

L'orbite d'Orcusdans unsystme de rfrence en rotationavecune priode gale celle de l'orbite de Neptune (dans lequel Nep-tune est donc stationnaire).

sont dnombrs, avec quelques candidats possibles quiporteraient le total 102.

(28978) Ixion

(38628) Huya

(84922) 2003 VS2

(90482) Orcus

(134340) Pluton(plante naine) et les autres objetsdusystme plutonien

(208996) 2003 AZ84


Une dizaine sont actuellement connus.

(15809) 1994 JS

(126154) 2001 YH140

(143751) 2003 US292

2005 TN74

1999 CX131

4.6 Objets en rsonance 4 :7 (a~ 43,7 ua ;

P~ 289 ans)

Une vingtaine sont actuellement connus.

(118378) 1999 HT11

(118698) 2000 OY51

(119070) 2001 KP77

(119956) 2002 PA149

1999 CD158, le plus grand


P~ 297 ans)

(437915) 2002 GD32


P~ 302 ans)

2010 LQ68

4.9 Objets en rsonance 1 :2 : les twotinos

(a~ 47,8 ua ;P~ 330 ans)

Article principal :Twotino.

Ils ont souvent considrs comme dfinissant le bord ex-trieur de laceinture de Kuiper.

14twotinossont connus en 2014, dont :

(20161) 1996 TR66
https://fr.wikipedia.org/wiki/(20161)_1996_TR66https://fr.wikipedia.org/wiki/Ceinture_de_Kuiperhttps://fr.wikipedia.org/wiki/Twotinohttps://fr.wikipedia.org/wiki/2010_LQ68https://fr.wikipedia.org/wiki/2010_LQ68https://fr.wikipedia.org/wiki/(437915)_2002_GD32https://fr.wikipedia.org/wiki/(437915)_2002_GD32https://fr.wikipedia.org/wiki/1999_CD158https://fr.wikipedia.org/wiki/(119956)_2002_PA149https://fr.wikipedia.org/wiki/(119070)_2001_KP77https://fr.wikipedia.org/wiki/(118698)_2000_OY51https://fr.wikipedia.org/wiki/(118378)_1999_HT11https://fr.wikipedia.org/wiki/1999_CX131https://fr.wikipedia.org/wiki/2005_TN74https://fr.wikipedia.org/wiki/(143751)_2003_US292https://fr.wikipedia.org/wiki/(126154)_2001_YH140https://fr.wikipedia.org/wiki/(15809)_1994_JShttps://fr.wikipedia.org/wiki/(208996)_2003_AZ84https://fr.wikipedia.org/wiki/(208996)_2003_AZ84https://fr.wikipedia.org/wiki/Syst%C3%A8me_plutonienhttps://fr.wikipedia.org/wiki/Plan%C3%A8te_nainehttps://fr.wikipedia.org/wiki/Pluton_(plan%C3%A8te_naine)https://fr.wikipedia.org/wiki/(90482)_Orcushttps://fr.wikipedia.org/wiki/(84922)_2003_VS2https://fr.wikipedia.org/wiki/(38628)_Huyahttps://fr.wikipedia.org/wiki/(28978)_Ixionhttps://fr.wikipedia.org/wiki/Syst%C3%A8me_de_r%C3%A9f%C3%A9rence_en_rotationhttps://fr.wikipedia.org/wiki/(90482)_Orcushttps://fr.wikipedia.org/wiki/Aide:Quandhttps://fr.wikipedia.org/wiki/Plutinohttps://fr.wikipedia.org/wiki/(143685)_2003_SS317https://fr.wikipedia.org/wiki/(143685)_2003_SS317https://fr.wikipedia.org/wiki/(15836)_1995_DA2https://fr.wikipedia.org/wiki/(131697)_2001_XH255https://fr.wikipedia.org/wiki/(131697)_2001_XH255https://fr.wikipedia.org/wiki/Ast%C3%A9ro%C3%AFde_troyen_de_Neptune


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4.15 Objets en rsonance 1 :3 : lesthreetinos(a~ 62,6 ua ;P~ 495 ans) 3

(26308) 1998 SM165

(119979) 2002 WC19

(130391) 2000 JG81

(137295) 1999 RB216


P~ 371 ans)

(42301) 2001 UR163

(182397) 2001 QW297


P~ 385 ans)

(95625) 2002 GX32

(131696) 2001 XT254

(181867) 1999 CV118

(183964) 2004 DJ71

4.12 Objets en rsonance 5 :12 (a ~ 54,0

ua ;P~ 395 ans)

(79978) 1999 CC158

(119878) 2002 CY224

Des confirmations sont encore ncessaires.


P~ 412 ans)

11 objets rpertoris, dont :

(69988) 1998 WA31

(84522) 2002 TC302(plante naine potentielle) (119068) 2001 KC77

(135571) 2002 GG32

(143707) 2003 UY117

(38084) 1999 HB12


P~ 440 ans)

dite rsonance deKoza.

(82075) 2000 YW134(probabilit 85 %)

4.15 Objets en rsonance 1 :3 : lesthreeti-

nos(a~ 62,6 ua ;P~ 495 ans)

(136120) 2003 LG7

4.16 Objets en rsonance 3 :10 (a ~ 67,2ua ;P~ 549 ans)

(225088) 2007 OR10(plante naine potentielle, for-tement probable)


P~ 580 ans)

2010 EK139

2006 HX122, confirmer.

4.18 Objets en rsonance 1 :4 : lesfourtinos

(a~ 75,8 ua ;P~ 660 ans)

2003 LA7

4.19 Autres rsonances

D'autres rsonances (1 :5,7 :12, 5 :17, etc.) sont possibles,

mais aucun objet n'a encore t trouv dans ces configu-rations.

5 Concidences ou vritable rso-

nance

Les rsonances faibles (c'est--dire d'ordre lev) peuventexister et sont difficiles prouver en raison de l'absenceactuelle de prcision dans les orbites de ces objets loi-gns. De nombreux objets ont des priodes orbitales de

plus de 300 ans et n'ont t observs que sur un arcd'observationcourt ; en raison de leur grande distance etdu mouvement lent par rapport aux toiles d'arrire-plan,il faudra peut-tre plusieurs dcennies pour que la plupartde ces orbites lointaines soient dtermines assez prci-sment pour confirmer la rsonance ou tablir qu'il sagitd'une concidence.

Des simulations de Emel'yanenko et de Kiseleva en 2007montrent que (131696) 2001 XT254est en rsonance 7 :3avec Neptune. Cette situation pourrait tre stable de 100millions plusieurs milliards d'annes[4].

Emelyanenko et Kiseleva ont aussi montr que(48639)

1995 TL8 a moins de 1 % de probabilit d'tre en r-sonance 7 :3 avec Neptune, mais son orbite est pourtantproche d'une rsonance.
https://fr.wikipedia.org/wiki/(48639)_1995_TL8https://fr.wikipedia.org/wiki/(48639)_1995_TL8https://fr.wikipedia.org/wiki/(131696)_2001_XT254https://fr.wikipedia.org/wiki/Arc_d%2527observationhttps://fr.wikipedia.org/wiki/Arc_d%2527observationhttps://fr.wikipedia.org/wiki/2003_LA7https://fr.wikipedia.org/wiki/2003_LA7https://fr.wikipedia.org/wiki/2006_HX122https://fr.wikipedia.org/wiki/2010_EK139https://fr.wikipedia.org/wiki/Liste_de_plan%C3%A8tes_naines_potentielleshttps://fr.wikipedia.org/wiki/(225088)_2007_OR10https://fr.wikipedia.org/wiki/(136120)_2003_LG7https://fr.wikipedia.org/wiki/(136120)_2003_LG7https://fr.wikipedia.org/wiki/(82075)_2000_YW134https://fr.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9canisme_de_Kozaihttps://fr.wikipedia.org/wiki/(38084)_1999_HB12https://fr.wikipedia.org/wiki/(38084)_1999_HB12https://fr.wikipedia.org/wiki/(143707)_2003_UY117https://fr.wikipedia.org/wiki/(135571)_2002_GG32https://fr.wikipedia.org/wiki/(119068)_2001_KC77https://fr.wikipedia.org/wiki/Liste_de_plan%C3%A8tes_naines_potentielleshttps://fr.wikipedia.org/wiki/(84522)_2002_TC302https://fr.wikipedia.org/wiki/(69988)_1998_WA31https://fr.wikipedia.org/wiki/(119878)_2002_CY224https://fr.wikipedia.org/wiki/(119878)_2002_CY224https://fr.wikipedia.org/wiki/(79978)_1999_CC158https://fr.wikipedia.org/wiki/(183964)_2004_DJ71https://fr.wikipedia.org/wiki/(183964)_2004_DJ71https://fr.wikipedia.org/wiki/(181867)_1999_CV118https://fr.wikipedia.org/wiki/(131696)_2001_XT254https://fr.wikipedia.org/wiki/(95625)_2002_GX32https://fr.wikipedia.org/wiki/(182397)_2001_QW297https://fr.wikipedia.org/wiki/(182397)_2001_QW297https://fr.wikipedia.org/wiki/(42301)_2001_UR163https://fr.wikipedia.org/wiki/(137295)_1999_RB216https://fr.wikipedia.org/wiki/(137295)_1999_RB216https://fr.wikipedia.org/wiki/(130391)_2000_JG81https://fr.wikipedia.org/wiki/(119979)_2002_WC19https://fr.wikipedia.org/wiki/(26308)_1998_SM165


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4 8 RFRENCES

Les cubewanos sont par dfinition non lis, parce que troploigns de Neptune ; pourtant certains d'entre eux ontune rsonance faible, par exemple(79360) Sila.

2001 XT254a une orbite en rsonance 7 :3 avec Neptune.

1995 TL8n'est pas en rsonance 7 :3 avec Neptune.

6 Vers une dfinition

Les dfinitions prcises des classes des OTN ne sontpas universellement acceptes, les limites sont souventfloues et la notion de rsonance n'est pas prcisment d-finie. LeDeep Ecliptic Surveyintroduit des classes dyna-miques dfinies sur la base de l'intgration long termedes orbites faonnes par les perturbations combines desquatre plantes gantes.

En gnral, la rsonance est de la forme :

p q N

o p et q sont de petits entiers, et N sont respectivementleslongitudes moyennes de l'objetet de Neptune, maispeuvent aussi reprsenter la longitude du prihlie et leslongitudes desnuds(voirrsonance orbitalepour desexemples lmentaires)

Un objet est rsonant si pour certains petits entiers (p, q,n, m, R, S) , l'argument (angle) dfinies ci-dessous est enlibration(c'est--dire li[5])

=p q N m n r N s N

osont les longitudes de prihlie etsont les longi-tudes des nuds ascendants, pour Neptune (avec les in-dices n) et l'objet de rsonance (pas de indices) .

Le termelibrationdsigne ici l'oscillation priodique del'angle autour de certaines valeurs, il est oppos au termecirculationo l'angle peut prendre toutes les valeurs de0 360. Par exemple, dans le cas de Pluton, l'angle dersonanceenviron 180 avec une amplitude de l'ordrede 82, c'est--dire que l'angle varie priodiquement de

180 82 jusqu' 180 +82.Tous les plutinos dcouverts avec la Deep Ecliptic Surveyse sont rvls tre du type :

=3 2 N

ce qui est similaire la rsonance moyenne de Pluton.

Plus gnralement, cette rsonance 2 :3 est un exemplede rsonances p :(p+1) (exemple 1 :2, 2 :3, 3 :4, etc.) quise sont rvles tre des orbites stables. Leur angle de r-sonance est :

=p q N (p q)

Dans ce cas, on peut comprendre l'importance de l'anglede rsonance en notant que lorsque l'objet est au pri-hlie, savoir= , alors :

= q ( N)

, donne une mesure de la distance du prihlie de l'objet Neptune. L'objet est protg de la perturbation en gar-

dant son prihlie loin de Neptune condition que , aitune libration d'un angle trs diffrent de 0

7 Mthode de classification

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8 Rfrences

[1] (en) J. Hahn, R. Malhotra, Neptunes migration into astirred-up Kuiper Belt , The Astronomical Journal, no

130, novembre 2005, p. 2392-2414. Texte complet surarXiv.

[2] (en) Renu Malhotra, The Phase Space Structure NearNeptune Resonances in the Kuiper Belt ,The Astrono-mical Journal, vol. 111, p. 504.

[3] (en) E. I. Chiang, A. B. Jordan, On the Plutinos andTwotinos of the Kuiper Belt ,The Astronomical Journal,no 124, 2002, p. 34303444.

[4] (en) V. V. Emelyanenko, E. L. Kiseleva, Resonant mo-

tion of trans-Neptunian objects in high-eccentricity or-bits ,Astronomy Letters, vol. 34, no 4, 2008, p. 271279.Bibcode:2008AstL
https://fr.wikipedia.org/wiki/The_Astronomical_Journalhttps://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Objets_en_r%25C3%25A9sonance_avec_Neptune&action=edithttps://fr.wikipedia.org/wiki/Deep_Ecliptic_Surveyhttps://fr.wikipedia.org/wiki/Librationhttps://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9sonance_orbitalehttps://fr.wikipedia.org/wiki/N%C5%93ud_(astronomie)https://fr.wikipedia.org/wiki/Longitude_du_p%C3%A9riastrehttps://fr.wikipedia.org/wiki/Deep_Ecliptic_Surveyhttps://fr.wikipedia.org/wiki/(48639)_1995_TL8https://fr.wikipedia.org/wiki/(131696)_2001_XT254https://fr.wikipedia.org/wiki/(79360)_Silahttps://fr.wikipedia.org/wiki/Cubewano


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5

[5] (en) J. L. Elliot, S. D. Kern, K. B. Clancy, A. A. S. Gulbis,R. L. Millis, M. W. Buie, L. H. Wasserman, E. I. Chiang,A. B. Jordan, D. E. Trilling, et K. J. Meech, The DeepEcliptic Survey : A Search for Kuiper Belt Objects andCentaurs. II. Dynamical Classification, the Kuiper BeltPlane, and the Core Population ,The Astronomical Jour-

nal, vol. 129, 2006, p. preprint.

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6 9 SOURCES, CONTRIBUTEURS ET LICENCES DU TEXTE ET DE LIMAGE

9 Sources, contributeurs et licences du texte et de limage

9.1 Texte

Objets en rsonance avec Neptune Source : https://fr.wikipedia.org/wiki/Objets_en_r%C3%A9sonance_avec_Neptune?oldid=119420922Contributeurs :Romanc19s, Karl1263, Pld, NicoV, Daniel*D, Kikuyu3, ZetudBot, DSisyphBot, Io Herodotus, Rehtse, Sen-seiAC, FDo64 et Anonyme : 1

9.2 Images

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Fichier:2001XT254_Resonance.jpg Source : https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c2/2001XT254_Resonance.jpg Li-cence :GPLContributeurs :Generated withGravity SimulatorbyTony Dunn.Source JPG on serverArtiste dorigine :frankuitaalst from the Gravity Simulatormessage board.

Fichier:Celestia.pngSource :https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/83/Celestia.pngLicence :GPLContributeurs :?Artistedorigine :?

Fichier:Orcus-motion.pngSource :https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b7/Orcus-motion.pngLicence :GPLContribu-teurs :Screenshot generated withGravity Simulatorwritten byTony Dunn.Artiste dorigine :kheider

Fichier:TheTransneptunians_73AU.svgSource : https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c0/TheTransneptunians_73AU.svgLicence :CC-BY-SA-3.0Contributeurs :?Artiste dorigine :?

9.3 Licence du contenu

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Objets en Résonance Avec Neptune

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