Voir la source de Ceinture de Kuiper

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{{En-tête label|AdQ|année=2008}}
{{Voir homonymes|Kuiper}}

{{Infobox Disque circumstellaire
| nom                   = Ceinture de Kuiper <br/> (ou d'Edgeworth-Kuiper)
| image                 = Outersolarsystem objectpositions labels comp-fr.png
| légende               = Objets connus de la ceinture de Kuiper. Image issue de données du ''[[Centre des planètes mineures]]''. Les objets de la ceinture de Kuiper principale sont en vert (formant un cercle dont le diamètre occupe la moitié de l'image) et les objets épars en orange (la majorité des points dispersés sans étiquette). Les quatre planètes externes sont en bleu (avec intitulé) ; les [[Troyen (astronomie)|astéroïdes troyens]] de [[Neptune (planète)|Neptune]] en jaune, ceux de [[Jupiter (planète)|Jupiter]] en rose. L'échelle est en [[Unité astronomique|unités astronomiques]].
<!-- ÉTOILE -->
| étoile                = [[Soleil]]
| ascension droite      = 
| déclinaison           = 
| distance              = 
| constellation         = 
| type spectral         = [[Naine jaune|G2{{V}}]]
| magnitude apparente   = -26.74
<!-- PLANÈTE -->
| type                  = [[Disque de débris]]
| type notes            = 
<!-- Caractéristiques orbitales -->
| demi-grand axe        = 30-55
| demi-grand axe unité  = 
| demi-grand axe notes  = 
| périastre             = 
| périastre unité       = 
| périastre notes       = 
| apoastre              = 
| apoastre unité        = 
| apoastre notes        = 
| excentricité          = 
| excentricité notes    = 
| période               = 
| période unité         = <!-- par défaut en jours -->
| période année         = 
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| période notes         = 
| distance angulaire    = 
| distance angulaire notes =
| t_peri                = 
| t_peri notes          = 
| inclinaison           = 
| inclinaison unité     = 
| inclinaison notes     = 
| arg_péri              = 
| arg_péri unité        = 
| arg_péri notes        = 
| époque                = 
<!-- Caractéristiques physiques -->
| masse                 = 
| masse unité           = 
| masse notes           = 
| rayon                 = 
| rayon unité           = <!-- par défaut en rayons joviens -->
| rayon notes           = 
| densité               = <!-- en réalité masse volumique -->
| densité unité         = <!-- par défaut en kilogrammes par mètre cube -->
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| température unité     = 
| température notes     = 
| albedo_bond           = 
| albedo_bond notes     = 
<!-- Découverte -->
| découvreurs           = 
| programme             = 
| méthode               = 
| date                  = Premier membre ([[Pluton (planète naine)|Pluton]]) découvert en 1930
| lieu                  = 
| détection             = <!-- autres méthodes que celle(s) de la découverte -->
| statut                = <!-- confirmée, publiée, hypothétique, candidat, ... -->
| autres noms           = 
}}

La '''ceinture de Kuiper''' (parfois appelée '''ceinture d'Edgeworth-Kuiper''', prononcé en [[néerlandais]] : {{MSAPI|/ˈkœypər/}}<ref>[[commons:Image:Nl-kuiper.ogg|Prononciation de Kuiper en néerlandais]], {{Lien web |titre=page présentant la prononciation de Kuiper en néerlandais |url=http://www.heardutchhere.net/dureq.html |consulté le=16 juin 2015}}.</ref>) est une zone du [[Système solaire]] s'étendant au-delà de l'orbite de [[Neptune (planète)|Neptune]], entre 30 et {{nobr|55 [[unité astronomique|unités astronomiques]]}} (au)<ref>{{Article astronomique| auteur=S. A. Stern| titre=Collisional Erosion in the Primordial Edgeworth-Kuiper Belt and the Generation of the 30–50 AU Kuiper Gap| année=1997| revue = apj| vol = 490| no =| pages = 879| bibcode=1997ApJ...490..879S| doi = 10.1086/304912| consulté le=20 novembre 2007}}.</ref>. Cette zone en forme d'anneau est similaire à la [[ceinture d'astéroïdes]], mais plus étendue, {{nobr|20 fois}} plus large et de 20 à {{nobr|200 fois}} plus massive<ref name="beyond">{{Article astronomique|auteur=[[Audrey C. Delsanti|A. Delsanti]], [[David Jewitt|D. Jewitt]]|titre=The Solar System Beyond The Planets|année=1995|revue=aj|vol=109|no=|pages=1867-1876|bibcode=2006ssu..book..267D|texte=http://www.ifa.hawaii.edu/faculty/jewitt/papers/2006/DJ06.pdf |format=pdf |consulté le=20 novembre 2007}}.</ref>{{,}}<ref>{{Article astronomique| auteurs=G. A. Krasinsky, E. V. Pitjeva, M. V. Vasilyev, E. I. Yagudina| titre=Hidden Mass in the Asteroid Belt| année=2002| revue = Icarus| vol = 158| no = 1| pages = 98-105| bibcode= 2002Icar..158...98K| consulté le= 20 novembre 2007}}.</ref>. Comme la ceinture d'astéroïdes, elle est principalement composée de [[Petit corps du Système solaire|petits corps]], restes de la formation du Système solaire, et d'au moins trois [[Planète naine|planètes naines]], [[Pluton (planète naine)|Pluton]], [[(136472) Makémaké|Makémaké]] et [[(136108) Hauméa|Hauméa]] ([[(136199) Éris|Éris]] est un [[Disque des objets épars|objet épars]], situé au-delà de la ceinture de Kuiper). En revanche, tandis que la ceinture d'astéroïdes est principalement composée de corps rocheux et métalliques, les objets de la ceinture de Kuiper sont majoritairement constitués de composés volatils gelés comme le [[méthane]], l'[[ammoniac]] ou l'[[eau]].

En dehors de [[Pluton (planète naine)|Pluton]], repéré dès 1930, et son double [[Charon (lune)|Charon]], détecté en 1978, le premier objet de Kuiper fut découvert en 1992<ref name="jewitt_kuiper_belt">{{Lien web|langue=en|url=http://www.ifa.hawaii.edu/faculty/jewitt/kb.html|titre=Kuiper Belt Page|auteur=D. Jewitt|consulté le=20 octobre 2007}}.</ref>. Ce serait le principal réservoir des [[Comète périodique|comètes périodiques]] dont la période de révolution est inférieure à {{nobr|200 ans}}. Les [[Centaure (planétoïde)|centaures]] et les [[Objet épars|objets épars]], tels qu'[[(136199) Éris|Éris]], en seraient issus. [[Triton (lune)|Triton]], le plus gros satellite de [[Neptune (planète)|Neptune]], pourrait être un objet de la ceinture de Kuiper qui aurait été capturé par la planète<ref>{{Article astronomique|auteur=C. B. Agnor, D. P. Hamilton|titre=Neptune's capture of its moon Triton in a binary-planet gravitational encounter|année=11 mai 2006|revue=Nature|vol=441|no=7090|pages=192-194|bibcode=2006Natur.441..192A|consulté le=20 novembre 2007}}.</ref>. (134340) Pluton est le plus grand objet connu de la ceinture de Kuiper<ref>{{Lien web|titre=Pluton: Ce que l’on a découvert, ce qu’il reste à découvrir|url=https://www.20minutes.fr/sciences/1651643-20150715-pluton-decouvert-reste-decouvrir|consulté le=2015-07-15}}.</ref>.

La ceinture de Kuiper ne doit pas être confondue avec le [[nuage d'Oort]], zone encore théorique et supposée être mille fois plus éloignée. Les objets de la ceinture de Kuiper, ainsi que les objets épars et tout membre potentiel des nuages de [[Nuage de Hills|Hills]] et d'[[Nuage d'Oort|Oort]], sont collectivement nommés [[Objet transneptunien|objets transneptuniens]]<ref>{{Lien web|url=http://www.astrosurf.com/aude/map/us/AstFamilies2004-05-20.htm|titre=Description of the system of asteroids as of May 20, 2004|auteur=Gérard Faure|date=2004|consulté le=20 octobre 2007}}.</ref>.

== Historique ==
[[Fichier:GerardKuiper.jpg|vignette|upright|L'astronome américain d’origine néerlandaise [[Gerard Kuiper]], en l'honneur de qui fut nommée la ceinture de Kuiper.]]
À la suite de la découverte de Pluton en 1930, de nombreux astronomes émirent l'hypothèse que d'autres corps pourraient être situés dans la même zone du Système solaire. Diverses théories ont été émises concernant l'existence de la région appelée aujourd'hui ceinture de Kuiper durant les décennies suivantes. Ce n'est cependant qu'en 1992 que la première observation directe d'un de ses membres a été réalisée. Il est toutefois difficile d'attribuer la paternité de l'invention à un astronome étant donné le nombre et la variété des théories proposées.

Le premier astronome à avoir suggéré l'existence d'une population transneptunienne est [[Frederick C. Leonard]]. En 1930, peu après la découverte de Pluton, il émit l'hypothèse que Pluton n'était que le premier d'une série de corps « ultra-neptuniens »<ref>{{Lien web|langue=en|titre=What is improper about the term "Kuiper belt"? (or, Why name a thing after a man who didn't believe its existence?)|url=http://www.cfa.harvard.edu/icq/kb.html|éditeur=Harvard Smithsonian Center for Astrophysics|consulté le=7 novembre 2007}}.</ref>.

En 1943, dans le ''Journal of the British Astronomical Association'', [[Kenneth Edgeworth]] émit l'hypothèse selon laquelle, dans la région au-delà de Neptune, le matériau de la [[nébuleuse solaire]] était trop espacé pour se condenser en planètes, et forma donc plutôt une myriade de petits corps<ref name="Davies">{{Ouvrage|langue=en|auteur1=John Davies|titre=Beyond Pluto|sous-titre=exploring the outer limits of the solar system|éditeur=Cambridge University Press|lieu=Cambridge|année=2001|pages totales=233|passage=xii|isbn=0-521-80019-6}}.</ref>. Il conclut que « la région externe du Système solaire, au-delà de l'orbite des planètes, est occupée par un très grand nombre de petits corps de taille comparable »<ref>Traduction libre de : « {{langue|en|the outer region of the solar system, beyond the orbits of the planets, is occupied by a very large number of comparatively small bodies}} ». {{Ouvrage|langue=en|auteur1=John Davies|titre=Beyond Pluto : Exploring the outer limits of the solar system|éditeur=Cambridge University Press|année=2001|pages=xii|isbn=}}.</ref> et que, de temps en temps, un des objets « s'écarte de sa propre sphère et apparaît comme un visiteur occasionnel dans le Système solaire interne »<ref>Traduction libre de : « {{langue|en|wanders from its own sphere and appears as an occasional visitor to the inner solar system}} ». Davies (2001), {{p.|3}}.</ref>, objet désigné de nos jours sous le nom de comète.

En 1951, dans un article publié dans le journal ''Astrophysics'', [[Gerard Kuiper]] émit l'idée d'un disque s'étant formé au début de l'évolution du Système solaire et qui n'existerait plus. Les travaux de Kuiper se basaient sur l'hypothèse que Pluton était de la taille de la Terre, hypothèse commune à l'époque ; dans ce cas, Pluton aurait alors éparpillé les petits corps vers le [[nuage d'Oort]] ou en dehors du Système solaire. Selon la formulation de Kuiper, il n'existerait plus aucune ceinture de Kuiper<ref name=Jewitt>{{Lien web|langue=en|titre=Why "Kuiper" belt?|auteur=[[David Jewitt|D. Jewitt]]|éditeur=Université de Hawaii|url=http://www.ifa.hawaii.edu/faculty/jewitt/kb/gerard.html|consulté le=7 mars 2008}}.</ref>.

L'hypothèse prit diverses formes au fil des décennies suivantes : en 1962, le physicien [[Alastair Cameron]] postula l'existence d'une {{citation|énorme masse de petits matériaux aux frontières du Système solaire}}<ref>{{Article astronomique|titre=The formation of the sun and planets|auteur=[[Alastair Cameron|A. Cameron]]|année=1962|revue=Icarus|vol=1|pages=13-69|bibcode=1962Icar....1...13C|doi=doi:10.1016/0019-1035(62)90005-2}}.</ref>, tandis qu'en 1964, [[Fred Lawrence Whipple|Fred Whipple]] estima qu'une « ceinture cométaire » pourrait être assez massive pour être à l'origine des anomalies constatées de l'orbite d'Uranus à l'origine de la recherche de la [[planète X]], ou au moins pour modifier l'orbite des comètes connues<ref>{{en}} {{Article|titre=Evidence for a Comet Belt beyond Neptune|auteur=F. L. Whipple|journal=Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America|vol=51|numéro=5|pages=711-718|date=05/1964|texte=http://www.pnas.org/cgi/reprint/51/5/711.pdf}}.</ref>. Les observations démentirent cette hypothèse<ref name="Davies2">Davies (2001), {{p.|14}}.</ref>.

En 1977, [[Charles T. Kowal|Charles Kowal]] découvrit [[(2060) Chiron|Chiron]], un planétoïde glacé en orbite entre Saturne et Uranus<ref>{{Article astronomique|titre=The discovery and orbit of (2060) Chiron|auteur=[[Charles T. Kowal|C.T. Kowal]], W. Liller, [[Brian G. Marsden|B.G. Marsden]]|revue=Dynamics of the solar system; Proceedings of the Symposium, Tokyo|bibcode=1979IAUS...81..245K|année=1979|vol=|pages=|texte=http://cdsads.u-strasbg.fr/full/1979IAUS...81..245K}}.</ref>. En 1992, [[(5145) Pholos|Pholos]] fut découvert sur une orbite similaire<ref>{{Article astronomique|titre=1992 AD|année=1992|auteur=J. V. Scotti ''et al.''|revue=circulaire [[Union astronomique internationale|UAI]] n°5434, 1|bibcode=1992IAUC.5434....1S|texte=https://www.minorplanetcenter.net/iauc/05400/05434.html|vol=|pages=}}.</ref>. Actuellement, une population entière de corps analogues aux comètes, les [[Centaure (planétoïde)|centaures]], est connue dans cette région entre Jupiter et Neptune. Leurs orbites sont instables au-delà de la centaine de millions d'années, une durée de vie brève par rapport à l'âge du Système solaire. Les astronomes estiment que cette position devrait être fréquemment alimentée par un réservoir externe<ref>Davies (2001), {{p.|38}}.</ref>.
[[Fichier:Maunatele.jpg|vignette|Les télescopes au sommet de [[Mauna Kea]] ont permis de découvrir le premier objet de la ceinture de Kuiper.]]
L'étude des comètes apporta d'autres preuves de l'existence de la ceinture. Les comètes ont une durée de vie finie, l'approche du Soleil sublimant leur surface et les réduisant petit à petit : leur population doit être réalimentée fréquemment car dans le cas contraire, les comètes auraient disparu du Système solaire<ref name=matter>{{PDF}} {{Article astronomique|titre=From Kuiper Belt Object to Cometary Nucleus: The Missing Ultrared Matter|auteur=D. Jewitt|revue=aj|vol=123|numéro=2|pages=1039-1049|année=2002|bibcode=2002AJ....123.1039J|texte=http://adsabs.harvard.edu/cgi-bin/nph-data_query?bibcode=2002AJ....123.1039J&link_type=ARTICLE&db_key=AST&high=46c9e7917c01920}}.</ref>. Si l'origine des comètes de longue période est le [[nuage d'Oort]], l'existence de comètes à courte période (inférieure à {{nobr|200 ans}}) était moins bien expliquée, sauf à penser qu'elles étaient toutes des comètes à longue période déviées par les géantes gazeuses. Dans les [[années 1970]], la vitesse de découverte de telles comètes devint incompatible avec l'hypothèse selon laquelle toutes les comètes étaient issues du nuage d'Oort<ref>Davies (2001), {{p.|39}}.</ref> : un objet du nuage d'Oort doit être capturé par les planètes géantes pour devenir une comète à courte période. En 1980, [[Julio Ángel Fernández|Julio Fernandez]] affirma que pour chaque comète déviée dans le Système solaire interne depuis le nuage d'Oort, 600 devaient être éjectées dans l'espace interstellaire. Il spécula qu'une ceinture cométaire située entre 35 et {{nobr|50 ua}} permettrait de rendre compte du nombre de comètes observées<ref>{{Article astronomique|titre=On the existence of a comet belt beyond Neptune|auteur=J. A.  Fernandez|revue=mnras|vol=192|pages=481-491|année=08/1980|bibcode=1980MNRAS.192..481F|texte=http://articles.adsabs.harvard.edu/full/1980MNRAS.192..481F}}.</ref>. En 1988, Martin Duncan, Tom Quinn et [[Scott Tremaine]] effectuèrent un ensemble de simulations informatiques pour déterminer si toutes les comètes observées pouvaient provenir du nuage d'Oort. Ils conclurent que celui-ci ne pouvait pas être à l'origine des comètes à courte période, notamment parce qu'elles sont situées près du plan de l'écliptique, tandis que les comètes du nuage d'Oort viennent de l'ensemble du ciel. Les simulations correspondaient aux observations lorsqu'une ceinture analogue à celle décrite par Fernandez était incluse dans le modèle<ref>{{Article astronomique|titre=The origin of short-period comets|auteur=M. Duncan, T. Quinn, S. Tremaine|revue=[[The Astrophysical Journal]], Part 2 - Letters (ISSN 0004-637X)|vol=328|pages=L69-L73|année=1988|bibcode=1988ApJ...328L..69D|texte=http://articles.adsabs.harvard.edu/full/1988ApJ...328L..69D}}.</ref>. Il semblerait que ce soit parce que les termes « Kuiper » et « ceinture cométaire » apparaissaient dans la première phrase de la publication de Fernandez que Tremaine nomma cette région la « ceinture de Kuiper »<ref>Davies (2001), {{p.|191}}.</ref>.

En 1987, l'astronome [[David Jewitt]], alors au [[Massachusetts Institute of Technology|MIT]], s'interrogea sur l'« apparente vacuité du Système solaire externe »<ref name=qbee>{{Article astronomique|titre=Discovery of the candidate Kuiper belt object 1992 QB1|auteur=D. Jewitt, J. Luu|revue=nature|vol=362|no=6422|pages=730-732|année=1993|bibcode=1993Natur.362..730J}}.</ref>. Il entreprit des travaux avec [[Jane Luu]], une de ses étudiantes, afin de trouver un objet au-delà de l'orbite de Pluton<ref name="Davies3">Davies (2001), {{p.|50}}.</ref>. À l'aide des télescopes de l'[[observatoire de Kitt Peak]] en [[Arizona]] et du ''[[Observatoire interaméricain du Cerro Tololo|Cerro Tololo Inter-American Observatory]]'' au [[Chili]], puis à partir de 1988 du télescope de {{formatnum:2.24}} m de Mauna Kea<ref>Davies (2001), {{p.|57-62}}.</ref>, Jewitt et Luu menèrent leur recherche avec un [[comparateur à clignotement]], comme [[Clyde William Tombaugh|Clyde Tombaugh]] et [[Charles T. Kowal|Charles Kowal]]<ref name="Davies3"/>. Après cinq années de recherche, le {{date-|30 août 1992}}, Jewitt et Luu annoncèrent la « découverte de l'objet candidat à la ceinture de Kuiper {{PM3|15760|1992 QB|1}} »<ref name=qbee />. Six mois plus tard, ils découvrirent un second objet dans la région, {{PM3|181708|1993 FW|}}<ref>{{Article astronomique|titre=1993 FW|auteur=J. Luu ''et al.''|revue=Circulaire [[Union astronomique internationale|UAI]] n°5730|bibcode=1993IAUC.5730....1L|texte=https://www.minorplanetcenter.net/iauc/05700/05730.html|année=1993|vol=|pages=}}.</ref>.

== Origine ==
[[Fichier:Lhborbits.png|vignette|440px|Simulation montrant les planètes externes et la ceinture de Kuiper : a) Avant la résonance 2:1 de Jupiter et Saturne, b) Dispersion des objets de la ceinture de Kuiper dans le Système solaire après la migration de Neptune, c) Après l'éjection d'objets de la ceinture de Kuiper par Jupiter.]]
La ceinture de Kuiper serait constituée de [[Planétésimal|planétésimaux]], des fragments du [[disque protoplanétaire]] qui entouraient initialement le [[Soleil]] et qui n'ont pas réussi à former des planètes, mais seulement de petits corps, le plus grand mesurant moins de {{Unité|3000|km}} de diamètre.

L'origine et la structure complexe de la ceinture de Kuiper demeurent mal comprises. Les modèles actuels échouent à expliquer précisément la distribution d'objets dans la ceinture de Kuiper et ce problème « continue de mettre en défaut les techniques analytiques ainsi que les ordinateurs et les logiciels de simulation les plus rapides »<ref>Traduction libre de : « {{langue|en|continue to challenge analytical techniques and the fastest numerical modeling hardware and software}}. {{Lien web|titre=Nonlinear Resonances in the Solar System |url=https://arxiv.org/abs/chao-dyn/9406004| consulté le=3 juin 2007}}.</ref>. Le futur télescope [[Pan-STARRS]] pourrait permettre d'approfondir la question<ref name="beyond" />.

Les modèles de formation du Système solaire lui prédisent une masse d'environ 30 masses terrestres<ref name="beyond" />, nécessaire pour provoquer l'[[accrétion]] d'objets de plus de {{nobr|100 km}} de diamètre. Seule 1 % de cette masse est actuellement observée, une densité trop faible pour expliquer simplement l'existence de ces objets. De plus, l'excentricité et l'inclinaison des orbites dans la ceinture de Kuiper rendent les rencontres plus destructrices que créatrices.

Les simulations informatiques modernes montrent que la ceinture de Kuiper fut fortement influencée par [[Jupiter (planète)|Jupiter]] et [[Neptune (planète)|Neptune]]. Elles suggèrent également qu'[[Uranus (planète)|Uranus]] et Neptune n'ont pas été formées à leurs orbites actuelles car la matière n'était pas en quantité suffisante sur ces orbites pour permettre l'apparition d'objets d'une telle masse. Ces planètes se seraient formées plus près de Jupiter et auraient ensuite migré au début de l'évolution du Système solaire. Des travaux de Fernandez et Ip de 1984 émettent l'hypothèse qu'un phénomène d'échange de [[moment angulaire]] entre les objets épars et les planètes pourrait être à l'origine de la migration de ces dernières<ref>{{Article|titre=Neptune's Migration into a Stirred-Up Kuiper Belt: A Detailed Comparison of Simulations to Observations|auteur=J. M. Hahn, R. Malhotra|journal=The Astronomical Journal|vol=130|numéro=5|pages=2392-2414|date=11/2005|doi=10.1086/452638}}.</ref>. À un stade de l'évolution du Système solaire, les orbites de Jupiter et de Saturne ont pu se retrouver en [[Résonance orbitale|résonance]] 2:1 de sorte que Jupiter effectuait exactement deux tours du Soleil quand Saturne en faisait un. Une telle résonance aurait fortement perturbé les orbites d'Uranus et Neptune, provoquant un échange de leur orbite et une migration externe de Neptune dans une proto-ceinture de Kuiper, perturbant fortement cette dernière<ref>{{Lien web|url=http://www.geotimes.org/june05/WebExtra060705.html|titre=Orbital shuffle for early solar system|auteur=Kathryn Hansen|éditeur=Geotimes|date=7 juin 2005|consulté le=4 novembre 2007}}.</ref>. Cette migration de Neptune aurait déplacé de nombreux objets transneptuniens vers des orbites plus lointaines et plus excentriques<ref>{{Article|titre=The Formation of Uranus and Neptune among Jupiter and Saturn|auteur=E. W. Thommes, M. J. Duncan, H. F. Levison|journal=The Astronomical Journal|vol=123|numéro=5|pages=2862-2883|date=5/2002|doi=10.1086/339975}}.</ref>.

L'influence seule de Neptune semble cependant trop faible pour expliquer une perte de masse aussi importante. Les autres hypothèses proposées incluent le passage d'une étoile à proximité ou l'émiettage des petits objets, par collisions, en une poussière suffisamment fine pour être affectée par le rayonnement solaire<ref name="Morbidelli 2005">{{Lien arXiv|titre=Origin and Dynamical Evolution of Comets and their Reservoirs|auteur=A. Morbidelli|année=2005|version=1|eprint=astro-ph/0512256}}.</ref>.

== Structure ==
[[Fichier:Kuiper belt - Oort cloud-fr.svg|vignette|upright=1.3|Vue d'artiste de la ceinture de Kuiper et du [[nuage d'Oort]].]]
La ceinture de Kuiper s'étend entre 30 et {{nobr|55 ua}}, si l'on inclut ses régions externes. Cependant, la partie principale de la ceinture s'étendrait entre la [[résonance orbitale]] 2:3 avec Neptune à {{nobr|39,5 ua}} et la résonance 1:2 vers {{nobr|48 ua}}. La ceinture de Kuiper est assez épaisse, sa concentration principale s'étendant jusqu'à 10° de chaque côté du plan de l'[[écliptique]] et une distribution plus diffuse d'objets jusqu'à plusieurs dizaines de degrés. Elle ressemble par conséquent davantage à un [[tore]] qu'à une ceinture<ref>{{Article|titre=Discovering the Edge of the Solar System|auteur=C. A. Trujillo|revue=American Scientist|vol=91|no=5|pages=424|date=septembre-octobre 2003|doi=10.1511/2003.5.424|consulté le=20 octobre 2007}}.</ref>. Sa position moyenne est inclinée de {{unité|1.86°}} par rapport à l'écliptique<ref>{{Article|titre=The Plane of the Kuiper Belt|auteur=M. E. Brown, M. Pan|revue=The Astronomical Journal|vol=127|numéro=4|pages=2418-2423|date=avril 2004|doi=10.1086/382515|consulté le=20 octobre 2007}}.</ref>.

La présence de [[Neptune (planète)|Neptune]] a eu un effet important sur la ceinture de Kuiper du fait des [[Résonance orbitale|résonances orbitales]]. Sur des périodes comparables à l'âge du Système solaire, l'influence gravitationnelle de Neptune déstabilise les orbites de tout objet se trouvant dans certaines régions, soit en les envoyant vers le Système solaire interne, soit vers le [[disque des objets épars|disque épars]] ou l'espace interstellaire. Cette influence est à l'origine des lacunes prononcées que présente la structure de la ceinture de Kuiper et qui sont analogues aux [[lacunes de Kirkwood]] de la [[ceinture d'astéroïdes]]. Entre 40 et {{nobr|42 ua}}, par exemple, aucun objet ne peut conserver une orbite stable sur des périodes si longues et ceux qu'on y observe actuellement ont migré relativement récemment<ref>{{Article|titre=Large Scattered Planetesimals and the Excitation of the Small Body Belts|auteur=J.-M. Petit, A. Morbidelli, G. B. Valsecchi|revue=Icarus|vol=141|pages=367-387|date=octobre 1999|doi=10.1006/icar.1999.6166|consulté le=20 octobre 2007}}.</ref>.

=== Ceinture classique ===
[[Fichier:TheKuiperBelt classes-fr.svg|vignette|gauche|Classification des orbites à l'intérieur de la ceinture de Kuiper (schématisation selon les [[grand axe|demi-grands axes]] des objets).]]
{{Article détaillé|Cubewano}}

Entre 42 et {{nobr|48 ua}}, l'influence gravitationnelle de Neptune est négligeable et les objets peuvent exister sans que leur orbite soit modifiée. Cette région est désignée comme la ceinture de Kuiper classique (en anglais, ''classical Kuiper belt objects'', abrégé en CKBO) et les deux tiers des objets de la ceinture de Kuiper connus en 2007 en font partie<ref>{{Lien web|url=http://www.gsmt.noao.edu/gsmt_swg/SWG_Apr03/The_Kuiper_Belt.pdf|titre=The Kuiper Belt|auteur=J. Lunine|date=2003|consulté le=20 octobre 2007}}.</ref>{{,}}<ref>{{Lien web|url=http://www.ifa.hawaii.edu/~jewitt/kb/kb-classical.html|titre=Classical Kuiper Belt objects (CKBOs)|auteur=D. Jewitt|date=2000|consulté le=20 octobre 2007}}.</ref>. Le premier KBO observé, [[(15760) Albion]] (désignation provisoire {{PM2|1992 QB|1}}) est considéré comme le prototype de ce groupe et les CKBO sont souvent appelés « [[cubewano]]s » (d'après la prononciation anglaise de QB1)<ref>{{Article|titre=Cubewano|auteur=P. Murdin|revue=Encyclopedia of Astronomy and Astrophysics|date=2001|doi=10.1888/0333750888/5403|consulté le=20 octobre 2007}}.</ref>{{,}}<ref>{{Article|titre=The Deep Ecliptic Survey: A Search for Kuiper Belt Objects and Centaurs. II. Dynamical Classification, the Kuiper Belt Plane, and the Core Population|auteur=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|revue=The Astronomical Journal|vol=129|numéro=2|pages=1117-1162|date=février 2005|doi=10.1086/427395|consulté le=20 octobre 2007}}.</ref>. Parmi les cubewanos, on peut citer la planète naine [[(136472) Makémaké|Makémaké]] (entre {{unité/2|1300|et=1900|km}} de diamètre), [[(50000) Quaoar|Quaoar]] ({{Unité|1280|km}} de diamètre), [[(28978) Ixion|Ixion]] ou {{PM3|47171|Lempo}} (un système binaire qui possède un satellite).

La ceinture de Kuiper classique semble être composée de deux populations distinctes. La première, nommée population « dynamiquement froide », possède, à l'instar des planètes, des orbites presque circulaires avec une [[Excentricité orbitale|excentricité]] inférieure à 0,1 et une [[inclinaison orbitale|inclinaison]] inférieure à 10°. La deuxième, « dynamiquement chaude », possède des orbites nettement plus inclinées sur l'écliptique, jusqu'à 30°. Ces deux populations furent nommées ainsi non pas à cause de leur température, mais par analogie avec les particules d'un gaz dont la vitesse relative s'accroît avec la température<ref>{{Article|titre=The formation of the Kuiper belt by the outward transport of bodies during Neptune's migration|auteur=H. F. Levison, A. Morbidelli|revue=Nature|vol=426|pages=419-421|date=27 novembre 2003|texte=http://www.obs-nice.fr/morby/stuff/NATURE.pdf|doi=10.1038/nature02120|consulté le=20 octobre 2007}}.</ref>. Les deux populations ont également des compositions différentes ; la population froide est nettement plus rouge que la chaude, suggérant une origine distincte. La population chaude se serait formée près de Jupiter et aurait été éjectée par les géantes gazeuses. La population froide se serait formée plus ou moins à son emplacement actuel, bien qu'elle ait pu être ensuite rejetée vers l'extérieur par Neptune lors de la migration de cette planète<ref name="beyond" />{{,}}<ref>{{Lien arXiv|titre=Origin and dynamical evolution of comets and their reservoirs|auteur=A. Morbidelli|périodique=Observatoire de la Côte d'Azur, Nice, France|année=2006|version=9 décembre 2005|eprint=astro-ph/0512256}}.</ref>.

=== Résonances ===
{{Article détaillé|Objets en résonance avec Neptune}}
[[Fichier:TheKuiperBelt 75AU All.svg|400px|vignette|Distribution des orbites des [[cubewano]]s (en bleu), [[plutino]]s (en rouge) et [[Disque des objets épars|objets épars]] proches (en gris). Le diagramme indique l'inclinaison d'un objet en fonction de son demi-grand axe ; la taille de chaque cercle illustre la taille relative d'un objet par rapport aux autres.]]
De nombreux objets de la ceinture de Kuiper sont en [[résonance orbitale]] avec [[Neptune (planète)|Neptune]] ; le rapport de leur [[période orbitale]] avec celle de Neptune est une fraction entière. Plus de {{nobr|200 objets}} en résonance 2:3 sont connus (c'est-à-dire qu'ils effectuent exactement {{nobr|2 révolutions}} autour du Soleil quand Neptune en fait 3)<ref>{{Lien web|url=https://www.minorplanetcenter.net/iau/lists/TNOs.html|titre=List of Transneptunian Objects|éditeur=Minor Planet Center|consulté le=30 octobre 2007}}.</ref>, parmi lesquels [[Pluton (planète naine)|Pluton]] et ses lunes. Les membres de cette famille portent le nom de [[plutino]]s et ont un demi-grand axe d'environ {{Unité|39.4|ua}}.

Parmi les plutinos les plus grands, on trouve [[(90482) Orcus|Orcus]] et [[(28978) Ixion|Ixion]] qui pourraient être désignées planètes naines, lorsque leurs caractéristiques physiques auront été déterminées plus précisément<ref>{{Lien web|url=http://ixion.eightplanets.net/|titre=Ixion|éditeur=eightplanets.net|consulté le=30 octobre 2007}}.</ref>{{,}}<ref name="albedo">{{Lien arXiv|titre=Physical Properties of Kuiper Belt and Centaur Objects: Constraints from Spitzer Space Telescope|auteur=J. Stansberry, W. Grundy, M. Brown, D. Cruikshank, J. Spencer, D. Trilling, J.-L. Margot|année=2007|eprint=astro-ph/0702538v1|version=20 février 2007}}.</ref>. De nombreux plutinos, y compris Pluton, ont une orbite qui croise celle de Neptune. Ils ne sont cependant pas susceptibles d'entrer en collision avec la planète en raison de la résonance des orbites. Les plutinos possèdent une [[Excentricité orbitale|excentricité]] élevée, ce qui suggère qu'ils n'occupent pas leur orbite initiale mais ont été déplacés lors de la migration de Neptune<ref name="trojan">{{Article|auteur=E. I. Chiang, A. B. Jordan, R. L. Millis, M. W. Buie, L. H. Wasserman, J. L. Elliot, S. D. Kern, D. E. Trilling, K. J. Meech, and R. M. Wagner|titre=Resonance occupation in the Kuiper belt: case examples of the 5:2 and trojan resonances|journal=The Astronomical Journal|vol=126|numéro=1|pages=430-443|date=07/2003|doi=10.1086/375207}}.</ref>.

La résonance 1:2 (dont les objets parcourent une demi-orbite pour chacune de Neptune) correspond à des demi-grands axes d'environ {{Unité|47.7|ua}}, et est peu peuplée<ref>{{Lien web|url=http://www.johnstonsarchive.net/astro/tnos.html|titre=Trans-Neptunian Objects|auteur=Wm. Robert Johnston|date=1{{er}} octobre 2007|consulté le=28 octobre 2007}}.</ref>.

Les objets qui la peuplent sont parfois appelés ''twotinos''. D'autres résonances mineures existent à 3:4, 3:5, 4:7 et 2:5<ref>Davies (2001), {{p.|104}}.</ref>. En outre, Neptune possède un certain nombre de [[troyen (astronomie)|troyens]] qui occupent ses [[Point de Lagrange|points de Lagrange]] L<sub>4</sub> et L<sub>5</sub>, des régions gravitationnellement stables en avance et en retard sur son orbite. Ces troyens sont parfois décrits comme étant en résonance 1:1 avec Neptune. L'orbite de ces troyens est remarquablement stable et il est improbable qu'ils ont été capturés par Neptune. Ils se seraient formés en même temps que la planète<ref name="trojan" />.

Il existe relativement peu d'objets ayant un demi-grand axe inférieur à {{nobr|39 ua}}, phénomène qui ne peut être expliqué par les résonances actuelles.

L'hypothèse couramment acceptée est que la zone a été soumise à des résonances orbitales instables lors de la migration de Neptune et que les objets présents ont été déplacés ou éjectés de la ceinture<ref>Davies (2001), {{p.|107}}.</ref>.

=== La falaise de Kuiper ===
{{article détaillé|Falaise de Kuiper}}

[[Fichier:Semimajorhistogramofkbos-fr.svg|vignette|300px|Histogramme du nombre d'objets de la ceinture de Kuiper connus en fonction de leur [[grand axe|demi-grand axe]].]]
La résonance 1:2 semble être une limite à la ceinture de Kuiper, au-delà de laquelle peu d'objets sont connus. On ignore s'il s'agit du bord extérieur de la ceinture classique ou juste du début d'une lacune très large. Des objets ont été découverts à la résonance 2:5, vers {{nobr|55 ua}}, très en dehors de la ceinture classique ; cependant, les prédictions concernant l'existence d'un grand nombre d'objets situés entre ces résonances n'ont pas été confirmées par l'observation<ref name=trojan />.

Historiquement, les premiers modèles de la ceinture de Kuiper suggéraient que le nombre de grands objets augmenterait d'un facteur deux au-delà de {{nobr|50 ua}}<ref name="Brown 1999">{{Article|auteur=E. I. Chiang, M. E. Brown|titre=Keck pencil-beam survey for faint Kuiper belt objects|journal=The Astronomical Journal|vol=118|numéro=3|pages=1411-1422|date=septembre 1999|doi=10.1086/301005}} {{Arxiv|astro-ph/9905292}}.</ref>. La chute brutale du nombre d'objets au-delà de cette distance, connue sous le nom de « falaise de Kuiper », fut complètement inattendue et reste inexpliquée en 2008. Selon Bernstein, Trilling et al., la diminution rapide du nombre d'objets de rayon supérieur à {{nobr|100 km}} au-delà de {{nobr|50 ua}} est réelle et ne correspond pas à un biais observationnel.

Une explication possible serait que les matériaux seraient trop épars ou en quantité insuffisante pour s'agréger en de grands objets. Il est également possible que de grands objets se soient formés, mais qu'ils aient été déplacés ou détruits pour des raisons inconnues<ref>{{Article|auteur=G.M. Bernstein, D.E. Trilling, R.L. Allen, M.E. Brown, M. Holman and R. Malhotra|titre=The Size Distribution of Trans-Neptunian Bodies|url=http://www.gps.caltech.edu/~mbrown/papers/ps/bernstein.pdf|journal=The Astrophysical Journal|année=2004}}.</ref>. Selon [[Alan Stern]] du ''[[Southwest Research Institute]]'', la cause pourrait en être l'interaction gravitationnelle d'un [[Super-Pluton|grand objet planétaire]] inconnu, de la taille de Mars ou de la Terre<ref>{{Lien web|titre=13 Things that do not make sense|auteur=Michael Brooks|éditeur=NewScientistSpace.com|url=https://www.newscientist.com/article.ns?id=mg18524911.600|date=2007|consulté le=23 juin 2007}}.</ref>.

Cette limite ne signifie pas qu'aucun objet n'existe plus loin, ni n'exclut l'existence d'une deuxième ceinture de Kuiper plus éloignée. En fait, en [[2004]], la découverte de [[(90377) Sedna|Sedna]] a confirmé l'existence d'objets entre la ceinture de Kuiper et le lointain et hypothétique [[nuage d'Oort]].

== Objets ==
[[Fichier:EightTNOs-fr.png|vignette|Dimensions relatives des [[Liste d'objets transneptuniens|huit plus grands objets transneptuniens]] connus par rapport à la Terre.]]
[[Fichier:TheKuiperBelt PowerLaw2.svg|vignette|Illustration de la loi du nombre d'objets en fonction du diamètre.]]
Depuis la découverte du premier objet en 1992, plus de mille autres objets ont été découverts dans la ceinture de Kuiper et celle-ci contiendrait plus de {{unité|70000 corps}} de plus de {{nobr|100 km}} de diamètre<ref name="jewitt_kuiper_belt"/>.

En 2007, [[Pluton (planète naine)|Pluton]] était le plus grand objet connu de la ceinture de Kuiper avec un diamètre de {{unité|2300|km}}<ref name="Buie">{{en}} {{Article|titre=Orbits and Photometry of Pluto's Satellites: Charon, S/2005 P1, and S/2005 P2|auteur=[[Marc William Buie|M. Buie]] ''et al.''|journal=[[The Astronomical Journal|Astronomical Journal]]|année=07/2006|volume=132|numéro=1|pages=290-298|url=http://adsabs.harvard.edu/cgi-bin/bib_query?astro-ph/0512491}}.</ref>. Depuis 2000, plusieurs objets de la ceinture de Kuiper de diamètre compris entre {{unité/2|500|et=1200|km}} ont été découverts. [[(50000) Quaoar|Quaoar]], un objet classique découvert en 2002, a un diamètre supérieur à {{unité|1200|km}}. [[(136472) Makémaké|Makémaké]] et [[(136108) Hauméa|Hauméa]] dont les découvertes furent annoncées simultanément le {{date-|29 juillet 2005}} sont encore plus grands. D'autres objets, tels que [[(28978) Ixion|Ixion]] (découvert en 2001) et [[(20000) Varuna|Varuna]] (découvert en 2000) ont un diamètre d'environ {{nobr|500 km}}<ref name="beyond" />.

Bien que Pluton soit l'un des plus gros corps de la ceinture de Kuiper, plusieurs objets en dehors de la ceinture de Kuiper mais qui pourraient en être issus, sont plus grands que cette planète naine. [[(136199) Éris|Éris]], un [[objet épars]], est environ 27 % plus massif, quoique légèrement plus petit, de même que [[Triton (lune)|Triton]] (17 %), un satellite de Neptune.

En 2015, seuls cinq objets du Système solaire, [[(1) Cérès|Cérès]], [[Pluton (planète naine)|Pluton]], [[(136108) Hauméa|Hauméa]], [[(136472) Makémaké|Makémaké]] et [[(136199) Éris|Éris]], sont officiellement considérés comme des planètes naines, les quatre derniers cités étant des [[plutoïde]]s. Cependant, plusieurs autres objets de la ceinture de Kuiper ont une taille suffisante pour qu'ils soient sphériques et pourraient être classés parmi les planètes naines dans le futur<ref>{{Lien web|titre=IAU Draft Definition of Planet|série=IAU|url=http://www.iau.org/iau0601.424.0.html|année=2006|consulté le=26 octobre 2007}}.</ref>.

Malgré sa grande étendue, la masse totale de la ceinture de Kuiper est assez faible, estimée à environ un dixième de celle de la Terre<ref name="beyond" />. La plupart des objets sont faiblement lumineux, ce qui est en accord avec les modèles de formation par [[accrétion]], dans la mesure où seule une partie des objets possédant une certaine taille ont été capables de grossir davantage. De manière générale, le nombre d'objets d'une certaine taille ''N'' est inversement proportionnelle à une certaine puissance ''q'' du diamètre ''D'' : N ~ D<sup>-q</sup>. Cette relation de proportionnalité est confirmée par les observations et la valeur de ''q'' est estimée à {{nobr|4 ± 0.5}}<ref name="Bernstein et al 2004">{{Article|titre=The size Distribution of transneptunian bodies|auteur=G. M. Bernstein, D. E. Trilling, R. L. Allen, K. E. Brown, M. Holman, R. Malhotra|journal=The Astronomical Journal|vol=128|numéro=3|pages=1364–1390|date=09/2004|doi=10.1086/422919}}.</ref>. Dans l'état actuel des connaissances (2008), seule la [[Magnitude apparente|magnitude]] des objets est connue ; leur taille est déduite en supposant leur [[albédo]] constant.

Deux des trois plus grands objets de la ceinture de Kuiper possèdent des satellites : [[Pluton (planète naine)|Pluton]] en possède cinq et [[(136108) Hauméa|Hauméa]] deux. En outre, [[(136199) Éris|Éris]], un objet épars, qui se serait formé dans la ceinture de Kuiper, en possède un. La proportion d'objets de la ceinture de Kuiper possédant un satellite est plus élevée pour les grands objets que pour les petits, ce qui suggère un mécanisme de formation différent<ref>{{Article|lang=en|titre=Satellites of the Largest Kuiper Belt Objects|auteur=M. E. Brown, M. A. van Dam, A. H. Bouchez, D. Le Mignant, R. D. Campbell, J. C. Y. Chin, A. Conrad, S. K. Hartman, E. M. Johansson, R. E. Lafon, D. L. Rabinowitz, P. J. Stomski, Jr., D. M. Summers, C. A. Trujillo, P. L. Wizinowich|journal=The Astrophysical Journal|vol=639|numéro=1|pages=L43-L46|date=03/2006|doi=10.1086/501524}}.</ref>. Par ailleurs, 1 % (soit un pourcentage élevé) des objets seraient des systèmes binaires, c'est-à-dire deux objets de masse relativement proche en orbite l'un autour de l'autre<ref name="binary">{{Lien web|url=http://www.ifa.hawaii.edu/~jewitt/kb/binaries.html|titre=Binary Kuiper Belt Objects|auteur=D. Jewitt|date=2005|consulté le=5 novembre 2007}}.</ref>. Pluton et [[Charon (lune)|Charon]] sont l'exemple le plus connu.

La masse totale des objets de la ceinture de Kuiper a été estimée à partir d'un recensement des objets par télescope, en se fondant sur leur nombre et leur magnitude, en estimant l'[[albédo]] moyen à 0.04 et la densité moyenne à {{unité|1|g/cm|3}}. Cela donne une masse à peu près équivalente à seulement 1 % de la masse terrestre<ref>Garry Bernstein [http://www.stsci.edu/ts/webcasting/pdf/GaryBernstein102004.pdf An HST/ACS Survey of the Kuiper Belt].</ref>.

=== Composition des objets ===
[[Fichier:2003 UB313 near-infrared spectrum-fr.png|gauche|vignette|[[Analyse spectrale|Spectres infrarouges]] d'Éris (en rouge) et de Pluton (en noir) mettant en évidence les [[Spectrométrie d'absorption|raies d'absorption]] du méthane communes aux deux spectres.]]
Les études menées sur la ceinture de Kuiper depuis sa découverte ont permis de déterminer que ses membres sont principalement composés de glaces : ils sont constitués d'un mélange d'[[hydrocarbure]]s légers (comme le [[méthane]]), d'[[ammoniac]] et de [[glace]] d'eau, une composition identique à celle des [[comète]]s<ref>{{Article|titre=Composition of the Volatile Material in Halley's Coma from In Situ Measurements|auteur=K. Altwegg, H. Balsiger, J. Geiss|journal=Space Science Reviews|vol=90|numéro=1-2|pages=3-18|mois=10|année=1999|doi=10.1023/A:1005256607402}}.</ref>. La température de la ceinture est d'environ {{Unité|50|K}}<ref name=Quaoar>{{Article|titre=Crystalline water ice on the Kuiper belt object (50000) Quaoar|auteur=D. C. Jewitt, J. Luu|journal=Nature|vol=432|pages=731-733|date=9 décembre 2004|doi=10.1038/nature03111}}.</ref>, soit {{tmp|-223|°C}} : les composés sont donc présents à l'état solide.
  
La distance et la faible taille des objets de la ceinture de Kuiper rendent extrêmement difficile la détermination de leur composition chimique par [[spectroscopie]]. Quelques succès ont néanmoins été obtenus<ref name=Quaoar />. En 1996, des données spectrographiques de [[(15789) 1993 SC]] furent obtenues et mirent en évidence que sa surface avait une composition similaire à celle de [[Pluton (planète naine)|Pluton]] ou de la lune de Neptune, [[Triton (lune)|Triton]] ; de grandes quantités de glace de méthane ont été identifiées<ref name=rbrown>{{Article|titre=Surface Composition of Kuiper Belt Object 1993SC|auteur=R. H. Brown, D. P. Cruikshank, Y. Pendleton, G. J. Veeder|journal=Science|vol=280|pages=1430-1432|date=9 mai 1997|doi=10.1126/science.276.5314.937}}.</ref>. De la glace d'eau a été détectée sur plusieurs objets, dont {{PM1|(19308) 1996 TO|66}}<ref>{{Article|titre=Near-Infrared Spectroscopy of the Bright Kuiper Belt Object 2000 EB173|auteur=M. E. Brown, G. A. Blake, J. E. Kessler|journal=The Astrophysical Journal|vol=543|numéro=2|pages=L163-L165|date=11/2000|doi=10.1086/317277}}.</ref>, [[(38628) Huya|Huya]] et [[(20000) Varuna|Varuna]]<ref>De désignation provisoire 2000 WR<sub>106</sub> ; {{Article|titre=NICS-TNG infrared spectroscopy of trans-neptunian objects 2000 EB173 and 2000 WR106|auteur=J. Licandro, E. Oliva and M. Di Martino|journal=Astronomy & Astrophysics|vol=373|pages=29-32L|date=07/2001}} {{Arxiv|astro-ph/0105434}}.</ref>. En 2004, l'existence de glace d'eau cristalline et d'hydrate d'ammoniac fut établie sur [[(50000) Quaoar|Quaoar]]. Ces deux substances auraient été détruites si elles avaient existé depuis le début du Système solaire, ce qui suggère qu'elles sont apparues à la surface de Quaoar récemment, soit par une activité tectonique interne, soit à la suite d'impacts météoritiques<ref name=Quaoar />.

La couleur des objets de la ceinture de Kuiper a été l'une des premières caractéristiques qu'il a été possible de déterminer<ref name=KBOKBO>{{Lien web|url=http://www.ifa.hawaii.edu/~jewitt/kb/kb-colors.html|titre=Surfaces of Kuiper Belt Objects|auteur=D. Jewitt|éditeur=Université de Hawaii|date=2004|consulté le=2 novembre 2007}}.</ref>. Ces premières données ont indiqué une grande diversité de couleurs, allant du gris au rouge profond<ref name=colour>{{Article|langue=en|titre=Optical-Infrared Spectral Diversity in the Kuiper Belt|auteur=D. C. Jewitt, J. X. Luu|journal=The Astronomical Journal|vol=115|numéro=4|pages=1667-1670|date=04/1998|doi=10.1086/300299}}.</ref>, suggérant que leurs surfaces sont composées d'un grand nombre de matériaux différents, allant des glaces sales aux hydrocarbures<ref name=colour />. Cette diversité de couleurs a surpris les astronomes qui s'attendaient à observer des objets uniformément sombres, en raison de la perte de leurs composés volatils gelés, du fait des rayons cosmiques<ref>Davies (2001), {{p.|118}}.</ref>. Diverses explications ont été avancées, dont une réalimentation des surfaces par impact ou un dégazage<ref name=KBOKBO />. Selon une analyse des objets de la ceinture de Kuiper connus en 2001, réalisée par Jewitt et Luu, ces variations de couleurs sont trop extrêmes pour être simplement expliquées par des impacts aléatoires<ref>{{Article|titre=Colors and Spectra of Kuiper Belt Objects|auteur=D. C. Jewitt, J. X. Luu|journal=The Astronomical Journal|vol=122|numéro=4|pages=2099-2114|date=10/2001|doi=10.1086/323304}}.</ref>.

== Anciens objets de la ceinture de Kuiper ==
Un certain nombre d'objets du Système solaire, bien que ne faisant pas partie de la ceinture de Kuiper, y auraient été formés.

=== Objets épars ===
{{Article détaillé|Objet épars|Centaure (planétoïde)}}

[[Fichier:TheKuiperBelt Projections 100AU Classical SDO-fr.svg|vignette|Projection des orbites des objets transneptuniens en vue polaire (en haut) et écliptique (en bas). Les objets épars sont tracés en noir, les cubewanos en bleu et les objets en résonance 2:5 avec Neptune en vert.]]

Les [[Disque des objets épars|objets épars]] forment une population peu dense qui s'étend au-delà de la ceinture de Kuiper, jusqu'à au moins {{nobr|100 ua}}. Ils possèdent des orbites fortement elliptiques et inclinées par rapport au plan de l'écliptique. La plupart des modèles de formation du Système solaire comportent des planétoïdes glacés, se formant initialement dans la ceinture de Kuiper, puis déplacés vers le disque des objets épars par des interactions gravitationnelles, particulièrement celles de Neptune. [[(136199) Éris|Éris]], le plus gros [[objet transneptunien]] connu (en 2007), ou {{PM1|(15874) 1996 TL|66}} en sont deux exemples.

D'après le [[Centre des planètes mineures]], qui catalogue officiellement tous les objets transneptuniens, un ''objet de la ceinture de Kuiper'' (KBO) est, par définition, un objet dont l'orbite est située exclusivement dans la région nommée ''ceinture de Kuiper'', quelles que soient son origine ou sa composition. Les objets en dehors de la ceinture sont classés sous le terme d’''objets épars''<ref name="scattered">{{Lien web| url=http://cfa-www.harvard.edu/iau/lists/Centaurs.html| titre=List Of Centaurs and Scattered-Disk Objects |série=IAU: Minor Planet Center| consulté le=2 avril 2007}}.</ref>. Cependant, dans certains cercles scientifiques, le terme ''objet de la ceinture de Kuiper'' est utilisé pour désigner tout planétoïde glacé, originaire du Système solaire externe, qui aurait fait partie de la ceinture, même si son orbite s'est par la suite déplacée au-delà de la ceinture de Kuiper (vers la région du disque des objets épars). Ils décrivent fréquemment les ''objets épars'' sous le nom d’''objets de la ceinture de Kuiper épars''<ref>{{Lien web|année=2005|auteur=David Jewitt|titre=The 1000 km Scale KBOs|série=University of Hawaii|url=http://www.ifa.hawaii.edu/faculty/jewitt/kb/big_kbo.html|consulté le=16 juillet 2006}}.</ref>. [[(136199) Éris|Éris]] est ainsi souvent considéré comme ''objet de la ceinture de Kuiper'' (KBO), bien que, techniquement, ce soit un ''objet épars'' (SDO). Il n'existe pas en 2007 de consensus parmi les astronomes sur la définition limitative de la ceinture de Kuiper.

Les [[Centaure (planétoïde)|centaures]], qui ne sont pas normalement considérés comme partie de la ceinture de Kuiper, seraient également des objets épars de cette ceinture, mais qui auraient migré vers l'intérieur du Système solaire plutôt que vers l'extérieur. Le [[Centre des planètes mineures]] regroupe les centaures et les objets épars sous le terme d'objets de la ceinture de Kuiper épars<ref name="scattered"/>.

=== Triton ===
{{Article détaillé|Triton (lune)}}

[[Fichier:Triton moon mosaic Voyager 2 (large).jpg|vignette|upright|Triton, la lune de Neptune, photographiée par la sonde ''[[Voyager 2]]''.]]

Pendant sa période de migration, [[Neptune (planète)|Neptune]] aurait capturé l'un des plus grands objets de la ceinture de Kuiper, l'actuelle lune [[Triton (lune)|Triton]]. Triton est la plus grande lune du Système solaire dont l'orbite soit [[Mouvement prograde ou rétrograde|rétrograde]], ce qui suggère une origine distincte des grandes lunes de Jupiter et Saturne, dont on suppose qu'elles se sont formées par accrétion en même temps que la planète, autour de laquelle elles sont en orbite. Triton aurait donc été capturé, déjà formé, par Neptune. Le processus de capture reste inexpliqué, mais il laisse à penser que Triton se serait formé au sein d'une population nombreuse d'objets, dont la gravité permettrait de ralentir suffisamment son mouvement pour permettre sa capture<ref>{{Lien web|titre=Neptune’s capture of its moon Triton in a binary-planet gravitational encounter|auteur=Craig B. Agnor & Douglas P. Hamilton|série=Nature|url=http://www.es.ucsc.edu/~cagnor/papers_pdf/2006AgnorHamilton.pdf|année=2006|consulté le=29 octobre 2007}}.</ref>.

Les analyses spectrales de Triton et Pluton montrent qu'ils sont formés des mêmes matériaux, comme le [[méthane]] et le [[monoxyde de carbone]]. Ces différents arguments suggèrent que Triton était à l'origine un membre de la ceinture de Kuiper, capturé lors de la migration de Neptune<ref>{{Article|langue=en|titre=Triton, Pluto, Centaurs, and Trans-Neptunian Bodies|auteur=D. P. Cruikshank|journal=Space Science Reviews|vol=116|numéro=1-2|pages=421-439|date=01/2005|doi=10.1007/s11214-005-1964-0}}.</ref>.

=== Comètes ===
{{Article détaillé|Comète}}

[[Fichier:Tempel 1 (PIA02127).jpg|vignette|gauche|upright|La comète [[9P/Tempel|Tempel 1]], une [[Famille des comètes de Jupiter|comète périodique de la famille de Jupiter]], photographiée par la sonde ''[[Deep Impact (sonde spatiale)|Deep Impact]]''.]]

Les comètes du Système solaire peuvent être grossièrement divisées en deux catégories, en fonction de leur période orbitale.

Les comètes à longue période proviendraient du [[nuage d'Oort]]. Parmi les comètes à courte période, on distingue celles de la [[famille des comètes de Jupiter|famille de Jupiter]] et celles de la [[famille des comètes de Halley|famille de Halley]]. Ce dernier groupe, nommé d'après son prototype, la [[1P/Halley|comète de Halley]], serait originaire du nuage d'Oort, mais aurait été déplacé vers l'intérieur du Système solaire par l'attraction des géantes gazeuses<ref name="matter" />. L'autre groupe, la famille de Jupiter, serait issu de la ceinture de Kuiper : la grande majorité des comètes de cette famille proviendraient du disque des objets épars qui sont eux-mêmes d'anciens membres de la ceinture de Kuiper<ref>{{Article|langue=en|titre=Comet Populations and Cometary dynamics|journal=Encyclopedia of the Solar System|année=2007|pages=575-588|auteur=Harold E. Levison and Luke Dones}}.</ref>. Les centaures seraient un stade dynamiquement intermédiaire entre les objets épars et la famille de Jupiter<ref>{{Article|titre=The populations of comet-like bodies in the Solar system|auteur=J. Horner, N. W. Evans, M. E. Bailey, D.J. Asher|journal=Monthly Notice of the Royal Astronomical Society|vol=343|no=4|pages=1057-1066|date=08/2003|doi=10.1046/j.1365-8711.2003.06714.x}}.</ref>.

Malgré leur probable origine commune, les comètes de la famille de Jupiter et les objets de la ceinture de Kuiper présentent de nombreuses différences. Bien que les centaures partagent la coloration rougeâtre de nombreux objets de la ceinture de Kuiper, les noyaux des comètes sont plus bleus, indiquant une composition chimique ou physique différente<ref name="matter"/>. L'hypothèse la plus communément acceptée est que la surface des comètes est recouverte par des matériaux issus de l'intérieur lorsqu'elles s'approchent du Soleil, ce qui enterre les matériaux rouges plus anciens<ref name="matter"/>.
{{clr}}

== Ceintures de Kuiper extrasolaires ==
{{Article détaillé|Disque de débris}}
[[Fichier:Kuiper belt remote.jpg|thumb|Photographie par le [[Hubble (télescope spatial)|télescope spatial Hubble]] de disques de débris autour des étoiles [[HD 53143]] (à gauche) et {{lien|langue=en|trad=HD 139664}} (à droite).]]

Des structures analogues à la ceinture de Kuiper ont été observées autour d'une vingtaine d'étoiles. Les observations ont permis d'identifier des ceintures larges, d'un rayon supérieur à {{nobr|50 ua}}, et des ceintures étroites (comme la ceinture de Kuiper du Soleil), avec un diamètre compris entre 20 et {{nobr|30 ua}} et des limites relativement bien définies. La plupart des [[disque de débris|disques de débris]] connus autour d'autres étoiles sont assez jeunes. Ceux découverts autour des étoiles [[HD 53143]] et {{lien|langue=en|trad=HD 139664}} sont cependant suffisamment âgés (environ {{nobr|300 millions}} d'années) pour être dans une configuration stable. L'image de gauche est une vue polaire d'une ceinture large et l'image de droite une vue équatoriale d'une ceinture étroite (le rond noir central est dû au [[coronographe]] du télescope)<ref>{{Article astronomique|titre=First Scattered Light Images of Debris Disks Around HD 53143 And HD 139 664|auteur=P. Kalas, J. R. Graham, M. C. Clampin, M. P. Fitzgerald|revue=apj|vol=637|numéro=1|pages=L57-L60|année=01/2006|bibcode=2006ApJ...637L..57K}}.</ref>.

== Exploration ==
{{Article détaillé|New Horizons{{!}}''{{lang|en|New Horizons}}''}}
La ceinture de Kuiper n'a pour l'instant jamais été explorée par une sonde spatiale. Cependant, la mission ''{{lang|en|[[New Horizons]]}}'', lancée le {{date-|19 janvier 2006}}, qui a survolé Pluton le {{date-|14 juillet 2015}}, doit, ultérieurement survoler un autre objet de la ceinture de Kuiper dont le choix n'était pas encore arrêté lors du survol. Le second objet devait avoir un diamètre compris entre {{unité|40 et 90|km}} et dans l'idéal, être blanc ou gris, contrairement à la coloration rouge de Pluton<ref>{{Lien web|titre=New Horizons mission timeline |série=NASA |url=http://pluto.jhuapl.edu/mission/mission_timeline.html |consulté le=12 août 2007}}.</ref>. Selon John Spencer, un astronome de l'équipe ''{{lang|en|New Horizons}}'', le second objet n'a pas été sélectionné tout de suite car l'équipe scientifique attend les données issues de [[Pan-STARRS]] afin d'avoir le choix le plus large possible<ref>{{Lien web|langue=en|titre=The Man Who Finds Planets|auteur=Cal Fussman|série=Discover magazine |année=2006 |url=http://discovermagazine.com/2006/may/cover/article_view?b_start:int=3&-C= |consulté le=13 août 2007}}.</ref>. Ce projet est destiné à détecter en grand nombre les petits corps du Système solaire, parmi lesquels les objets de la ceinture de Kuiper<ref>{{Lien web|titre=Pan-Starrs: University of Hawaii |url=http://pan-starrs.ifa.hawaii.edu/public/home.html |année=2005 |consulté le=13 août 2007}}.</ref>, et devait être pleinement opérationnel à partir de 2009<ref>{{Lien web|langue=en|titre=Calibration of the Pan-STARRS 3π Survey|auteur=E. Magnier| série=Astronomical Society of the Pacific |url=http://adsabs.harvard.edu/abs/2007ASPC..364..153M | année=2007| consulté le=13 août 2007}}.</ref>, soit trois ans après le lancement de la sonde. Le {{date-|31 août 2015}}, la NASA annonce que la sonde visitera {{PM2|486958|2014 MU|69}} (aujourd'hui nommé [[(486958) Arrokoth|Arrokoth]]), le survol étant prévu pour janvier 2019. En novembre 2015 et avril 2016, la sonde prend quelques clichés à grande distance du [[quasi-satellite]] de Pluton [[(15810) Arawn]].

Le survol de {{PM2|2014 MU|69}} a lieu le {{date|1 janvier 2019}}, ''{{lang|en|New Horizons}}'' se trouvant alors à {{unité|43,4 au}} du Soleil, dans la constellation du Sagittaire<ref>{{lien web| titre=Maneuver Moves New Horizons Spacecraft toward Next Potential Target|url=http://pluto.jhuapl.edu/News-Center/News-Article.php?page=20151023|consulté le=5 novembre 2015|date=23 octobre 2015}}</ref>{{,}}<ref>{{lien web|titre=New Horizons Continues Toward Potential Kuiper Belt Target|url=http://pluto.jhuapl.edu/News-Center/News-Article.php?page=20151026b| consulté le=5 novembre 2015|date=26 octobre 2015}}</ref>{{,}}<ref>{{lien web| titre=On Track: New Horizons Carries Out Third KBO Targeting Maneuver|url=http://pluto.jhuapl.edu/News-Center/News-Article.php?page=20151029| consulté le=5 novembre 2015|date=29 octobre 2015}}</ref>{{,}}<ref>{{lien web|titre=Asteroid 2014 MU69|url=http://theskylive.com/planetarium?obj=2014mu69&date=2019-01-01&h=00&m=00|éditeur=The Sky Live|consulté le=11 novembre 2015}}</ref>. La sonde passe à moins de {{unité|3500|km}} de {{PM2|2014 MU|69}}, soit trois fois moins que la distance minimum auprès de [[Pluton (planète naine)|Pluton]]. Elle fait des mesures de température, recherche la présence d'une atmosphère, d'une activité géologique, de lunes et d'anneaux<ref name=Stern2018>{{article| titre=Les faces cachées de Pluton| auteur=Alan Stern| pages=43-51| périodique=[[Pour la science]]| mois=janvier| année=2018| numéro=483}}.</ref>, et renvoie des images d'une résolution allant jusqu'à {{unité|70|m}} (contre {{unité|183|m}} pour [[Pluton (planète naine)|Pluton]])<ref>{{lien web|titre=New Horizons Files Flight Plan for 2019 Flyby|url=http://pluto.jhuapl.edu/News-Center/News-Article.php?page=20170906|éditeur=[[Applied Physics Laboratory|Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory]]|date=6 septembre 2017}}</ref>.
{{Section à actualiser|date=mars 2023}}

Entre 2019 et 2021, ''New Horizons'' visite plus de vingt autres corps de la ceinture de Kuiper, en étudie les propriétés de surface et la forme, et recherche la présence de satellites. Elle étudie aussi l'environnement spatial de la ceinture de Kuiper : hélium, vent solaire et particules chargées<ref name=Stern2018/>.

Par la suite elle aurait détectée la présence de poussières entre 50 et 60 ua, laissant entrevoir la possibilité que cette structure soit plus étendue que ce que l’on pensait initialement<ref>{{Lien web |langue=fr |auteur= Brice Louvet |titre=La ceinture de Kuiper pourrait être bien plus grande que prévu |url=https://sciencepost.fr/ceinture-de-kuiper-plus-grande-que-prevu/ |date=26 février 2024 |site=sciencepost.fr |consulté le=29 février 2024}}.</ref>{{,}}<ref>{{Article |prénom1=Alex |nom1=Doner |prénom2=Mihály |nom2=Horányi |prénom3=Fran |nom3=Bagenal |prénom4=Pontus |nom4=Brandt |titre=New Horizons Venetia Burney Student Dust Counter Observes Higher than Expected Fluxes Approaching 60 au |périodique=The Astrophysical Journal Letters |volume=961 |numéro=2 |pages=L38 |date=2024-02-01 |issn=2041-8205 |issn2=2041-8213 |doi=10.3847/2041-8213/ad18b0 |consulté le=2024-03-01}}.</ref>.

== Une seconde ceinture de Kuiper ? ==
De 2021 à 2023, des télescopes terrestres, dont notamment le [[Subaru (télescope)|télescope ''Subaru'']] du [[Mauna Kea]], recherchent des cibles intéressantes pour les observations de ''New Horizons''. Des centaines de nouveaux objets sont ainsi découverts, la plupart à une distance du Soleil comprise entre {{unité|30 et 50 au}}, mais douze au-delà de {{unité|60 au}}, possiblement séparés {{incise|semble-t-il}} par un vide entre {{unité|50 et 60 au}}. Ces objets distaux pourraient appartenir à une seconde ceinture de Kuiper<ref>{{Article| langue=en| titre=Puzzling objects found far beyond Neptune hint at second Kuiper belt| auteur1=Paul Voosen | périodique=[[Science (revue)|Science]]| volume=382| numéro=6666| date=3 octobre 2023| doi=10.1126/science.adl1800| accès doi=libre| consulté le=6 octobre 2023}}.</ref>{{,}}<ref>{{Article| langue=en| titre=Approaches to Detecting Kuiper Belt Objects for NASA’s New Horizons Extended Mission: Digging Into the Noise| auteur1=W. C. Fraser| auteur2=S. B. Porter| auteur3=H. W. Lin| auteur4=K. Napier| auteur5=J. R. Spencer| et al.=oui| périodique=54th Lunar and Planetary Science Conference| date=13-17 mars 2023| pages=2361| doi=| lire en ligne=https://www.hou.usra.edu/meetings/lpsc2023/pdf/2361.pdf| format=pdf| accès url=libre| consulté le=6 octobre 2023}}.</ref>.

== Ceinture de Kuiper dans la culture ==
* Le roman court ''[[Sur la route d'Aldébaran]]'', écrit par [[Adrian Tchaikovsky]], se déroule dans la ceinture de Kuiper, au large de [[Pluton (planète naine)|Pluton]]. Un artéfact d'origine extraterrestre est détecté dans cette zone du système solaire et un vaisseau spatial d'exploration emportant vingt-neuf astronautes y est envoyé conjointement par la [[National Aeronautics and Space Administration|NASA]], l'[[Agence spatiale européenne]] et [[Roscosmos]].

== Notes et références ==
{{Traduction/Référence|en|Kuiper belt|195943387}}
{{Références nombreuses|taille=25}}

== Voir aussi ==
{{Autres projets| commons= category:Kuiper belt| wikiversity=Système solaire/Ceinture de Kuiper}}

=== Bibliographie ===
* {{Ouvrage|auteur1=[[Alain Doressoundiram]] et [[Emmanuel Lellouch]]|titre=Aux Confins du système solaire|éditeur=|année=2008|isbn=|référence simplifiée=Référence:Aux Confins du système solaire (Alain Doressoundiram et Emmanuel Lellouch)}}
* {{Ouvrage|langue=fr|prénom1=Jean|nom1=Lilensten|auteur2=Mathieu Barthélémy|et al.=oui|titre=Le système solaire revisite|éditeur=Eyrolles Laboratoire de planétologie de Grenoble|lieu=Paris Grenoble|année=2006|pages totales=307|passage=162-165|isbn=978-2-212-11980-0|oclc=79931273|bnf=40164172|lire en ligne=http://www.worldcat.org/title/systeme-solaire-revisite/oclc/79931273/viewport}}.
* [[Thérèse Encrenaz]], ''Système solaire, systèmes stellaires'', Dunod, Paris, janvier 2005, {{ISBN|978-2100487264}}.
* {{en}} John Keith Davies, ''Beyond Pluto: Exploring the Outer Limits of the Solar System'', Cambridge University Press, 2001, {{ISBN|978-0521800198}}.
* {{en}} Fran Howard, ''The Kuiper Belt'', Buddy Books, 2008, {{ISBN|978-1599289274}}.
* {{Chapitre|libellé=Morbidelli et Nesvorny 2019|langue=en|auteur1=[[Alessandro Morbidelli]]|auteur2=[[David Nesvorný]]|titre chapitre={{langue|en|Kuiper belt: formation and evolution}}|auteurs ouvrage=[[Dina Prialnik]], [[Maria Antonella Barucci]] et [[Leslie Young]]|titre ouvrage=The Transneptunian Solar System|éditeur=Elsevier|année=2019|lire en ligne=https://arxiv.org/abs/1904.02980}}
* {{article| langue=en| titre=Pluto System, Kuiper Belt, and Kuiper Belt Objects| auteur1=Richard P. Binzel| auteur2=William M. Grundy| auteur3=Kelsi N. Singer| auteur4=Oliver L. White| périodique=[[Icarus (journal)|Icarus]]| volume=356| date=1 mars 2021| présentation en ligne=https://www.sciencedirect.com/journal/icarus/vol/356/suppl/C?dgcid=raven_sd_via_email}}

=== Articles connexes ===
{{colonnes| taille=24|
* [[Planète mineure]]
* [[Groupe de planètes mineures]]
* [[Objet transneptunien]]
* [[Cubewano]]
* [[Plutino]]
* [[Twotino]]
* [[Disque des objets épars|Objet épars]]
* [[Ceinture d'astéroïdes]]
* [[Liste de plutinos]]
* [[Liste de twotinos]]
* [[Liste d'objets épars]]
* [[Disque de débris]]
}}

=== Liens externes ===
{{liens}}

* {{Lien web|langue=en | url=http://www.ifa.hawaii.edu/faculty/jewitt/kb.html | titre=Kuiper Belt | auteur=David Jewitt | éditeur=Université de Hawaii | consulté le=20 octobre 2007}}
* {{Lien web|langue=en | url=http://solarsystem.nasa.gov/planets/profile.cfm?Object=KBOs | titre=Kuiper Belt Profile | auteur=Solar System Exploration | éditeur=NASA | consulté le=20 octobre 2007}}
* {{Lien web|langue=en | url=http://www.boulder.swri.edu/ekonews/ | titre=The Kuiper Belt Electronic Newsletter | consulté le=20 octobre 2007}}
* {{Lien web|langue=en | url=http://www.johnstonsarchive.net/astro/tnos.html | titre=Trans-Neptunian Objects | auteur=Robert Johnston | date=1{{er}} octobre 2007 | consulté le=20 octobre 2007}}
* {{Lien web|langue=en | url=http://cfa-www.harvard.edu/iau/lists/OuterPlot.html | titre=Plot of the Outer Solar System | éditeur=Minor Planet Center | consulté le=20 octobre 2007}}

{{Palette|Astéroïde|Petits corps du Système solaire|Système solaire|Anneaux planétaires}}
{{Portail|astronomie|planètes mineures et comètes|système solaire}}
{{Article de qualité|oldid=29249957|date=24 mai 2008}}

[[Catégorie:Disque de débris du Système solaire]]
[[Catégorie:Objet de la ceinture de Kuiper| ]]

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