Nuage d'Oort - Définition

Introduction

Vue d'artiste de la ceinture de Kuiper et du nuage d'Oort.

En astronomie, le nuage d'Oort (ˈɔrt), aussi appelé le nuage d'Öpik-Oort (ˈøpik), est un vaste ensemble sphérique hypothétique de corps situé à environ 50 000 ua du Soleil (≈ 0,8 année-lumière), bien au-delà de l'orbite des planètes et de la ceinture de Kuiper. La limite externe du nuage d'Oort, qui formerait la frontière gravitationnelle du système solaire, se situerait à plus d'un millier de fois la distance séparant le Soleil et Pluton, soit environ une année-lumière et le quart de la distance à Proxima du Centaure, l'étoile la plus proche du Soleil.

Bien qu'aucune observation directe n'ait été faite d'un tel nuage, les astronomes, en se fondant sur les analyses des orbites des comètes, pensent généralement qu'il est l'origine de la plupart de celles-ci.

Historique

En 1932, l'astronome estonien Ernst Öpik émit l'hypothèse que les comètes trouvaient leur origine dans un nuage orbitant à la limite externe du système solaire. En 1950, cette idée fut ravivée de façon indépendante par l'astronome néerlandais Jan Oort afin d'expliquer cette contradiction apparente : les comètes sont détruites après plusieurs passages à travers le système solaire interne. Ainsi, si toutes avaient existé depuis plusieurs milliards d'années (soit depuis le début du système solaire), plus aucune ne pourrait être observée de nos jours. Selon l'hypothèse d'Oort, le nuage contiendrait des billions de noyaux cométaires, stables car le rayonnement solaire est très faible à cette distance. Il fournirait un apport continuel de nouvelles comètes, remplaçant celles qui sont détruites. Afin de fournir cet apport, la masse totale du nuage serait de plusieurs fois celle de la Terre.

Oort sélectionna pour son étude les 46 comètes les mieux observées entre 1850 et 1952. La répartition des inverses des demi-grands axes faisait apparaître un maximum de fréquence qui laissait supposer l'existence d'un réservoir de comètes entre 40 000 et 150 000 ua (soit entre 0,6 et 2,5 années lumière). Celui-ci, situé aux limites de la sphère d'influence gravitationnelle du Soleil, serait soumis à des perturbations d'origine stellaire, susceptibles d'expulser les comètes du nuage, soit vers l'extérieur, soit vers l'intérieur donnant lieu à l'apparition d'une nouvelle comète.

Terminologie

Le nuage d'Oort porte le nom de l'astronome néerlandais Jan Oort (prononcé /oːʁt/ en néerlandais). Il est alternativement appelé nuage d'Öpik-Oort, du nom de l'astronome estonien Ernst Öpik (/ˈøpɪk/ en estonien). On l'appelle aussi le nuage externe en opposition avec le Nuage de Hills qui, lui aussi, porte le nom du scientifique qui s'est axé sur lui.

Origine

Le nuage d'Oort serait un reliquat du disque protoplanétaire originel qui se serait formé autour du Soleil après l'effondrement de la nébuleuse solaire, il y a 4,6 milliards d'années.

L'hypothèse de formation la plus largement acceptée est que les objets formant le nuage d'Oort se seraient formés plus près du Soleil qu'actuellement, selon le même processus d'accrétion qui a formé les planètes et les astéroïdes, mais que les interactions gravitationelles des géantes gazeuses les ont éjectés sur des orbites elliptiques ou paraboliques extrêmement longues. La masse actuelle du nuage (environ 3 masses terrestres) ne serait plus qu'une petite partie de la masse éjectée (50 à 100 masses terrestres). Sur les parties lointaines de ces orbites, les interactions gravitationnelles des étoiles proches et les effets de marée galactique ont modifié ces orbites pour les rendre plus circulaires. Ceci explique la forme presque sphérique du nuage d'Oort externe. Des études récentes ont montré que la formation du nuage d'Oort est plutôt compatible avec l'hypothèse d'une formation du système solaire à l'intérieur d'un amas, parmi 200 à 400 étoiles. Ces étoiles auraient très certainement joué un rôle lors de la formation du nuage.