Astronomie et Mécanique Céleste
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- Des Etoiles aux Planètes

Les lacunes de Kirkwood

Une résonance
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Illustration de la résonance 3:1 avec Jupiter
Crédit : Astrophysique sur Mesure / Alain Doressoundiram et Gilles Bessou

La figure donnant la distribution des astéroïdes en fonction de leur demi-grand axe montre clairement que certaines régions sont vides d'astéroïdes. Ces lacunes, découvertes en 1867 par D. Kirkwood qui leur a donné son nom, représentent des périodes orbitales interdites, et non des distances héliocentriques interdites. En effet, les astéroïdes, proches des lacunes de Kirkwood, possèdent une orbite suffisamment allongée pour leur permettre de traverser ces lacunes fréquemment. Ainsi, la Figure ci-contre qui est un instantané des positions des astéroïdes le 17 Mai 2005, ne révèle pas de lacunes.

Les lacunes de Kirkwood correspondent à des périodes orbitales qui sont commensurables avec la période de révolution de Jupiter. Une telle commensurabilité a lieu quand la période de révolution d'un astéroïde est un multiple p/(p+q) de la période de révolution de Jupiter, où p et q sont des entiers de l'ordre de l'unité. Traditionnellement, ces commensurabilités s'appellent résonances de moyen mouvement et se notent (p+q) : p. Ainsi, la résonance 3:1 concerne les astéroïdes qui effectuent trois révolutions pour une effectuée par Jupiter.

Les résonances sont très importantes pour comprendre la dynamique des astéroïdes de la ceinture principale. En effet, les résonances sont des zones chaotiques du Système Solaire et on montre qu'elles gouvernent les mécanismes responsables du transfert des astéroïdes de la ceinture principale d'asteroïdes (CPA) vers les astéroïdes géocroiseurs. Ainsi, un astéroïde tombant dans une résonance (par le biais de collisions ou perturbations par un autre astéroïde proche de lui) est très (quelques millions d'années) vite éjecté de la CPA.

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