Objets en résonance avec Neptune

De nombreux objets ont des orbites en résonance avec celle de la planète Neptune (résonance de moyen mouvement). De façon plus explicite, la période de révolution de ces corps est dans un rapport simple avec celle de Neptune : 1:1, 1:2, 2:3, 3:5Modèle:Etc.

En dehors des troyens de Neptune (objets en résonance 1:1), les autres objets sont tous des objets transneptuniens (OTN). Les OTN en résonance avec Neptune font partie de la population principale de la ceinture de Kuiper ou des objets épars plus lointains^[1].

Répartition

Le schéma illustre la distribution des objets transneptuniens connus (jusqu'à Modèle:Nb) en relation avec les orbites des planètes ainsi que des centaures pour référence. Les objets en résonance sont représentés en rouge. Les résonances avec Neptune sont indiquées par des traits verticaux; 1:1 marque la position de l'orbite de Neptune (et des troyens), 2:3 l'orbite de Pluton et des plutinos, 1:2, 2:5Modèle:Etc. indique de petites familles.

Certains auteurs s'en tiennent à la désignation 2:3 alors que d'autres préfèrent 3:2. Cela pourrait porter à confusion. La déclaration Modèle:Citation ne peut donc qu'être interprétée comme Modèle:Citation. À l'inverse, dire que Modèle:Citation doit alors être compris comme Modèle:Citation.

Origine

Modèle:Article connexe Des études analytiques et numériques détaillées des résonances avec Neptune ont montré que les marges sont assez étroites (c'est-à-dire que les objets doivent avoir précisément une certaine valeur énergétique^[2])^[3]. Si le demi-grand axe de ces objets est en dehors de ces fourchettes, l'orbite devient chaotique et les éléments orbitaux deviennent instables.

Plus de 10 % des OTN ont une résonance 2:3, ce qui est loin d'être aléatoire. On croit maintenant que les objets ont été recueillis sur des distances plus grandes pendant la migration de Neptune.

Bien avant la découverte des premiers OTN, il était suggéré que l'interaction entre les planètes géantes et un disque de petites particules serait, par transfert du moment, les ferait migrer vers l'intérieur tandis que Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune en particulier migreraient vers l'extérieur. Au cours de cette période relativement courte, Neptune aurait piégé des objets sur des orbites en résonance.

Population connue

Les groupes de résonance sont ici listés^[4] par ordre de distance croissante au Soleil. Dans les titres, a désigne le demi-grand axe et P la période orbitale. Pour rappel : Modèle:Nb (unité astronomique) = Modèle:Unité ~ Modèle:Nobr de kilomètres ~ Modèle:Nobr.

Objets en résonance 1:1 : les coorbitaux de Neptune (a ~ 30,1 ua ; P ~ 165 ans)

Modèle:Article connexe 31 troyens de Neptune sont répertoriés par le Centre des planètes mineures au Modèle:Date^[5].

Par ailleurs, Modèle:PM1 est un quasi-satellite temporaire de Neptune^[6], tandis Modèle:PM1 est suivant une orbite en fer à cheval.

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

Une population d'objets résonants orbite à 34,7 UA. En février 2025, il y a 17 corps confirmés à 34,7 UA^[4]:

Objets en résonance 3:4 (a ~ 36,5 ua ; P ~ 220 ans)

Cette résonance à 36,0 UA est la plus proche des résonances communes de la ceinture de Kuiper. En février 2025, 51 objets confirmés et 2 objets possibles sont en résonance 3:4 avec Neptune. Parmi les objets numérotés, ils sont^[4]:

Objets en résonance 2:3 : les plutinos (a ~ 39,4 ua ; P ~ 247 ans)

L'orbite d'Orcus dans un référentiel en rotation avec une période égale à celle de l'orbite de Neptune qui est représenté en blanc, stationnaire à 315°.

Modèle:Article connexe Cette résonance à 39,4 UA est la population la plus dominante de toutes les résonances. En 2025, 555 sont dénombrés. Les grands plutinos comprennent :^[7].

Objets en résonance 3:5 (a ~ 42,3 ua ; P ~ 275 ans)

Cette résonance à 42,4 UA pourrait être la deuxième résonance la plus importante après celle des plutinos. En 2025, 72 objets sont suspectés ou confirmés comme étant en résonance 3:5 avec Neptune. Parmi les objets numérotés, ils sont^[4]:

Objets en résonance 7:12 (a ~ 43,0 ua ; P ~ 283 ans)

Objets en résonance 4:7 (a ~ 43,7 ua ; P ~ 289 ans)

Une autre population d'objets gravite autour de 43,5 UA. En 2025, 103 objets sont en résonance 4:7 avec Neptune. Les objets dont les orbites sont bien établies comprennent^[4]:

Modèle:PM1
Modèle:PM1
Modèle:PM1
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Objets en résonance 5:9 (a ~ 44,5 ua ; P ~ 295 ans)

Les archives de Johnston comptent 14 objets en 2025^[4]:

Objets en résonance 6:11 (a ~ 45,1 ua ; P ~ 302 ans)

Objets en résonance 1:2 : les twotinos (a ~ 47,8 ua ; P ~ 330 ans)

Modèle:Article connexe Ils ont souvent été considérés comme définissant le bord extérieur de la ceinture de Kuiper. Il y en a beaucoup moins que de plutinos. Les archives de Johnston comptent 122 à partir de 2025. On pense qu'à l'origine, ces objets étaient nombreux sous forme de plutinos, mais leur population a chuté jusqu'à celle des plutinos. Les objets dont les orbites sont bien établies comprennent^[4]:

Modèle:PM1
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Objets en résonance 3:7 (a ~ 53,0 ua ; P ~ 385 ans)

Les archives de Johnston en comptent 17 en 2025^[4]:

Objets en résonance 2:5 (a ~ 55,4 ua ; P ~ 412 ans)

Cette résonance à 55,3 UA est la plus éloignée des résonances communes de la ceinture de Kuiper. En 2025, 80 sont suspectées ou confirmées. Les objets dont l'orbite est bien établie à 55,3 UA comprennent^[4]:

Objets en résonance 1:3 : les threetinos (a ~ 62,6 ua ; P ~ 495 ans)

Modèle:Article connexe Les archives de Johnston recensent 27 objets en résonance 1:3 avec Neptune à 62,5 UA en 2025^[4]

Objets en résonance 2:7 (a ~ 69,4 ua ; P ~ 580 ans)

Une population d'objets gravite autour de 69,0 UA. En 2025, 19 objets sont en résonance 2:7 avec Neptune^[4].

Objets en résonance 1:4 : les fourtinos (a ~ 75,8 ua ; P ~ 660 ans)

Modèle:Article connexe Johnston's Archive note dix objets en résonance 1:4 avec Neptune à 75,8 UA^[4]

Autres résonances

En 2025, les résonances suivantes sont confirmées pour un nombre limité d'objets^[4]:

Ratio	Demi-grand UA	Periode (yrs)	Nombre	Objets
5:7	37.7	229.5	1	Modèle:PM1
7:10	38.1	234.5	1	Modèle:PM1
7:11	40.4	256.0	4	Modèle:PM1, Modèle:PM1, Modèle:PM1, Modèle:PM1
5:8	41.5	264.5	7	Modèle:PM1, Modèle:PM1, Modèle:PM1, Modèle:PM1, Modèle:PM1, Modèle:PM1, Modèle:PM1
7:12	43.0	282.5	4	Modèle:PM1, Modèle:PM1, Modèle:PM1, Modèle:PM1
6:11	45.0	302.0	6	Modèle:PM1, Modèle:PM1, Modèle:PM1, Modèle:PM1, Modèle:PM1, Modèle:PM1
3:6	46.8	318.0	1	Modèle:PM1
5:11	50.8	363.5	1	Modèle:PM1
4:9	51.8	371.2	6	Modèle:PM1, Modèle:PM1, Modèle:PM1, Modèle:PM1, Modèle:PM1, Modèle:PM1
5:12	54.0	395.5	6	Modèle:PM1, Modèle:PM1, Modèle:PM1, Modèle:PM1, Modèle:PM1, Modèle:PM1
3:8	57.8	440.0	6	Modèle:PM1, Modèle:PM1, Modèle:PM1, Modèle:PM1, Modèle:PM1, Modèle:PM1
4:11	59.5	452.5	2	Modèle:PM1, Modèle:PM1
4:13	66.0	536.0	3	Modèle:PM1, Modèle:PM1, Modèle:PM1
3:10	67.2	549.0	3	Modèle:PM1, Modèle:PM1, Modèle:PM1
3:11	72.2	606.0	5	Modèle:PM1, Modèle:PM1, Modèle:PM1, Modèle:PM1, Modèle:PM1
5:21	79.2	707.0	1	Modèle:PM1
2:9	81.5	743.0	3	Modèle:PM1, Modèle:PM1, Modèle:PM1
1:5	88.0	830.0	7	Modèle:PM1, Modèle:PM1, Modèle:PM1, Modèle:PM1, Modèle:PM1, Modèle:PM1, Modèle:PM1
2:11	94.2	906.0	4	Modèle:PM1, Modèle:PM1, Modèle:PM1, Modèle:PM1
1:6	99.0	990.0	4	Modèle:PM1, Modèle:PM1, Modèle:PM1, Modèle:PM1
1:7	110.0	1154.0	1	Modèle:PM1
1:8	120.0	1318.0	1	Modèle:PM1
1:9	130.0	1483.0	3	Modèle:PM1, Modèle:PM1, Modèle:PM1
1:10	139.5	1648.0	1	Modèle:PM1
1:11	148.0	1812.0	1	Modèle:PM1
1:16	198.5	2800.0	1	Modèle:PM1

Autres résonances potentielles: 3:16 , 5:16 , 5:17 , 8:35 , 9:11, 10:21 etc.

Coïncidences ou véritables résonances

Les résonances faibles (c'est-à-dire d'ordre élevé) peuvent exister et sont difficiles à prouver en raison de l'absence actuelle de précision dans les orbites de ces objets éloignés. De nombreux objets ont des périodes orbitales de plus de Modèle:Unité et n'ont été observés que sur un arc d'observation court ; en raison de leur grande distance et du mouvement lent par rapport aux étoiles d'arrière-plan, il faudra peut-être plusieurs décennies pour que la plupart de ces orbites lointaines soient déterminées assez précisément pour confirmer la résonance ou établir qu'il s'agit d'une coïncidence.

Des simulations de Emel'yanenko et de Kiseleva en 2007 montrent que Modèle:PM1 est en résonance 7:3 avec Neptune. Cette situation pourrait être stable de Modèle:Unité à plusieurs milliards d'années^[8].

Emel’yanenko et Kiseleva ont aussi montré que Modèle:PM1 a moins de 1 % de probabilité d'être en résonance 7:3 avec Neptune, mais son orbite est pourtant proche d'une résonance.

Remarque

On appelle ordre d'une résonance la différence entre les deux nombres composant le rapport irréductible de la résonance. Ainsi, les résonances 1:2 et 2:3 sont d'ordre 1, la résonance 3:5 est d'ordre 2 et la résonance 5:12 est d'ordre 7. Plus l'ordre d'une résonance est forte, moins Neptune a une influence importante sur les objets situés sur cette résonance. C'est ainsi qu'on assiste à la contradiction suivante, certains objets détachés pourraient avoir une résonance faible avec Neptune, de même pour certains cubewanos tels que (79360) Sila. Ultérieurement des observations plus nombreuses pourraient préciser s'il s'agit de résonance ponctuelles ou non.

Modèle:Clr

Vers une définition

Les définitions précises des classes d'OTN ne sont pas universellement acceptées, les limites sont souvent floues et la notion de résonance n'est pas précisément définie. Le Modèle:Anglais introduit des classes dynamiques définies sur la base de l'intégration à long terme des orbites façonnées par les perturbations combinées des quatre planètes géantes.

En général, la résonance est de la forme:

p \cdot λ - q \cdot λ_{N}

où p et q sont de petits entiers, λ et λModèle:Ind sont respectivement les longitudes moyennes de l'objet et de Neptune, mais peuvent aussi représenter la longitude du périhélie et les longitudes des nœuds (voir Résonance orbitale pour des exemples élémentaires)

Un objet est résonant si pour certains petits entiers (notés ci-après p, q, n, m, r et s) , l'argument (angle) défini ci-dessous est en libration'(Modèle:Pas clair^[9])

ϕ = p \cdot λ - q \cdot λ_{N} - m \cdot ϖ - n \cdot Ω - 𝑟 \cdot ϖ_{N} - 𝑠 \cdot Ω_{N}

où $ϖ$ sont les longitudes de périhélie et $Ω$ sont les longitudes des nœuds ascendants, pour Neptune (avec les indices "N") et l'objet en résonance (pas d'indices).

Le terme libration désigne ici l'oscillation périodique de l'angle autour de certaines valeurs ; il est opposé au terme circulation où l'angle peut prendre toutes les valeurs de 0 à 360 degrés. Par exemple, dans le cas de Pluton, l'angle de résonance $ϕ$ est d'environ 180 degrés avec une amplitude de l'ordre de 82 degrés, c'est-à-dire que l'angle varie périodiquement de 98 (180-82) à 262 (180+82) degrés.

Tous les plutinos découverts avec la Modèle:Anglais se sont révélés être du type

ϕ = 3 \cdot λ - 2 \cdot λ_{N} - ϖ

ce qui est similaire à la résonance moyenne de Pluton.

Plus généralement, cette résonance 2:3 est un exemple de résonances p:(p+1) (exemple 1:2, 2:3, 3:4Modèle:Etc.) qui se sont révélées être des orbites stables. Leur angle de résonance est :

ϕ = p \cdot λ - q \cdot λ_{N} - (p - q) \cdot ϖ

Dans ce cas, on peut comprendre l'importance de l'angle de résonance $ϕ$ en notant que, lorsque l'objet est au périhélie, c'est-à-dire quand $λ = ϖ$ , on a alors :

ϕ = q \cdot (ϖ - λ_{N})

.

Autrement dit, $ϕ$ donne une mesure de la distance entre le périhélie de l'objet à Neptune. L'objet est protégé de la perturbation en gardant son périhélie loin de Neptune à condition que $ϕ$ , ait une libration d'un angle très différent de 0°

Méthode de classification

Modèle:...

Références

Modèle:Références

Articles connexes

Modèle:Catégorie principale

Modèle:Palette Modèle:Portail

↑ Modèle:En J. Hahn, R. Malhotra, « Neptune's migration into a stirred-up Kuiper Belt », The Astronomical Journal, Modèle:N°, novembre 2005, Modèle:Pages. Texte complet sur arXiv.
↑ Modèle:En Renu Malhotra, « The Phase Space Structure Near Neptune Resonances in the Kuiper Belt », The Astronomical Journal, Modèle:Vol., Modèle:P..
↑ Modèle:En E. I. Chiang, A. B. Jordan, « On the Plutinos and Twotinos of the Kuiper Belt », The Astronomical Journal, Modèle:N°, 2002, Modèle:P..
↑ ^4,00 ^4,01 ^4,02 ^4,03 ^4,04 ^4,05 ^4,06 ^4,07 ^4,08 ^4,09 ^4,10 ^4,11 et ^4,12 Modèle:Lien web
↑ Modèle:Lien web.
↑ Modèle:Article
↑ Modèle:Lien web.
↑ Modèle:En V. V. Emel’yanenko, E. L. Kiseleva, « Resonant motion of trans-Neptunian objects in high-eccentricity orbits », Astronomy Letters, Modèle:Vol., Modèle:N°, 2008, Modèle:P.. Bibcode:2008AstL
↑ Modèle: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 Deep Ecliptic Survey: A Search for Kuiper Belt Objects and Centaurs. II. Dynamical Classification, the Kuiper Belt Plane, and the Core Population », The Astronomical Journal, Modèle:Vol., 2006, p. preprint.

[1] Modèle:En J. Hahn, R. Malhotra, « Neptune's migration into a stirred-up Kuiper Belt », The Astronomical Journal, Modèle:N°, novembre 2005, Modèle:Pages. Texte complet sur arXiv.

[2] Modèle:En Renu Malhotra, « The Phase Space Structure Near Neptune Resonances in the Kuiper Belt », The Astronomical Journal, Modèle:Vol., Modèle:P..

[3] Modèle:En E. I. Chiang, A. B. Jordan, « On the Plutinos and Twotinos of the Kuiper Belt », The Astronomical Journal, Modèle:N°, 2002, Modèle:P..

[johnston-tno-4] 4,00 ^4,01 ^4,02 ^4,03 ^4,04 ^4,05 ^4,06 ^4,07 ^4,08 ^4,09 ^4,10 ^4,11 et ^4,12 Modèle:Lien web

[5] Modèle:Lien web.

[quasiN-6] Modèle:Article

[7] Modèle:Lien web.

[8] Modèle:En V. V. Emel’yanenko, E. L. Kiseleva, « Resonant motion of trans-Neptunian objects in high-eccentricity orbits », Astronomy Letters, Modèle:Vol., Modèle:N°, 2008, Modèle:P.. Bibcode:2008AstL

[9] Modèle: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 Deep Ecliptic Survey: A Search for Kuiper Belt Objects and Centaurs. II. Dynamical Classification, the Kuiper Belt Plane, and the Core Population », The Astronomical Journal, Modèle:Vol., 2006, p. preprint.

[1]

[2]

[3]

[4]

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[6]

[7]

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Objets en résonance avec Neptune

Sommaire

Répartition

Origine

Population connue

Objets en résonance 1:1 : les coorbitaux de Neptune (a ~ 30,1 ua ; P ~ 165 ans)

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

Objets en résonance 3:4 (a ~ 36,5 ua ; P ~ 220 ans)

Objets en résonance 2:3 : les plutinos (a ~ 39,4 ua ; P ~ 247 ans)

Objets en résonance 3:5 (a ~ 42,3 ua ; P ~ 275 ans)

Objets en résonance 7:12 (a ~ 43,0 ua ; P ~ 283 ans)

Objets en résonance 4:7 (a ~ 43,7 ua ; P ~ 289 ans)

Objets en résonance 5:9 (a ~ 44,5 ua ; P ~ 295 ans)

Objets en résonance 6:11 (a ~ 45,1 ua ; P ~ 302 ans)

Objets en résonance 1:2 : les twotinos (a ~ 47,8 ua ; P ~ 330 ans)

Objets en résonance 3:7 (a ~ 53,0 ua ; P ~ 385 ans)

Objets en résonance 2:5 (a ~ 55,4 ua ; P ~ 412 ans)

Objets en résonance 1:3 : les threetinos (a ~ 62,6 ua ; P ~ 495 ans)

Objets en résonance 2:7 (a ~ 69,4 ua ; P ~ 580 ans)

Objets en résonance 1:4 : les fourtinos (a ~ 75,8 ua ; P ~ 660 ans)

Autres résonances

Coïncidences ou véritables résonances

Remarque

Vers une définition

Méthode de classification

Références

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Objets en résonance 3:5 (a ~ 42,3 ua ; P ~ 275 ans)

Objets en résonance 7:12 (a ~ 43,0 ua ; P ~ 283 ans)

Objets en résonance 4:7 (a ~ 43,7 ua ; P ~ 289 ans)

Objets en résonance 5:9 (a ~ 44,5 ua ; P ~ 295 ans)

Objets en résonance 6:11 (a ~ 45,1 ua ; P ~ 302 ans)

Objets en résonance 1:2 : les twotinos (a ~ 47,8 ua ; P ~ 330 ans)

Objets en résonance 3:7 (a ~ 53,0 ua ; P ~ 385 ans)

Objets en résonance 2:5 (a ~ 55,4 ua ; P ~ 412 ans)

Objets en résonance 1:3 : les threetinos (a ~ 62,6 ua ; P ~ 495 ans)

Objets en résonance 2:7 (a ~ 69,4 ua ; P ~ 580 ans)

Objets en résonance 1:4 : les fourtinos (a ~ 75,8 ua ; P ~ 660 ans)

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