Les plutinos
Les plutinos sont des objets transneptuniens situés en résonance orbitale 2:3 avec Neptune : pour chaque deux révolutions d'un plutino autour du Soleil, Neptune en effectue exactement trois. Leur nom est formé à partir de Pluton car ce mécanisme de résonance est celui de Pluton lui-même, prototype de la famille.
Paramètres orbitaux
La résonance 2:3 impose un demi-grand axe de ~39,4 UA et une période orbitale d'environ 247–248 ans terrestres. Ces valeurs découlent directement de la troisième loi de Kepler : si le rapport des périodes est TPLU/TNEP = 3/2, alors aPLU = aNEP x (3/2)2/3 = 30,07 x 1,310 ≈ 39,4 UA.
Les plutinos ont généralement une excentricité modérée à élevée (0,1 à 0,35), ce qui leur permet, comme Pluton, de franchir l'orbite de Neptune au périhélie. Cette apparente menace est désamorcée par la résonance elle-même : les conjonctions avec Neptune n'ont lieu qu'à des phases orbitales précises, garantissant que les deux corps ne se trouvent jamais proches l'un de l'autre. C'est un mécanisme de protection gravitationnelle à long terme.
Mécanisme de protection par la résonance
Le cœur de la stabilité des plutinos réside dans l'argument de la résonance : l'angle σ = 3λ - 2λPl - ωPl (où λ sont les longitudes moyennes et ω l'argument du périhélie) oscille autour d'une valeur fixe plutôt que de circuler librement. Cette oscillation (libration) maintient le périhélie de Pluton à une phase angulaire qui évite systématiquement Neptune. Sans cette résonance, des milliards d'années d'interactions gravitationnelles auraient éjecté Pluton du Système solaire.
Principaux plutinos connus
- Pluton - le prototype, diamètre 2 377 km, planète naine.
- Orcus - diamètre ~910 km, souvent surnommé "l'anti-Pluton" car son périhélie est à l'opposé de celui de Pluton.
- Ixion - diamètre ~617 km.
- (47171) Lempo - système triple remarquable.
- (28978) Ixion, (38628) Huya
Origine et formation
Les plutinos auraient été capturés dans la résonance 2:3 lors de la migration vers l'extérieur de Neptune au cours des premiers millions d'années du Système solaire. Selon le Modèle de Nice, Neptune s'est formé plus près du Soleil et a migré vers sa position actuelle en interagissant gravitationnellement avec un disque de planétésimaux. Au cours de cette migration, la résonance 2:3 a balayé une large zone du disque protoplanétaire, capturant des objets et les confinant dans cette résonance protectrice.
La fraction de la population totale des transneptuniens qui se trouve dans la résonance 2:3 (estimée à ~10–15 % des objets de la ceinture de Kuiper) témoigne de l'efficacité de ce mécanisme de capture lors de la migration planétaire.