Une lacune de Kirkwood est une lacune ou un creux dans la distribution des demi-grands axes (ou de manière équivalente des périodes orbitales) des orbites des astéroïdes de la ceinture principale. Ils correspondent aux emplacements des résonances orbitales avec Jupiter.
ceinture principale intérieure (a < 2,5 AU)
ceinture principale intermédiaire (2,5 AU < a < 2,82 AU)
ceinture principale extérieure (a > 2.82 AU)
Par exemple, il y a très peu d’astéroïdes dont le demi-grand axe est proche de 2,50 UA, période de 3,95 ans, ce qui ferait trois orbites pour chaque orbite de Jupiter (d’où la résonance orbitale 3:1). D’autres résonances orbitales correspondent à des périodes orbitales dont les longueurs sont de simples fractions de celles de Jupiter. Les résonances plus faibles ne conduisent qu’à un épuisement des astéroïdes, tandis que les pics dans l’histogramme sont souvent dus à la présence d’une famille d’astéroïdes proéminente (voir Liste des familles d’astéroïdes).
Les lacunes ont été remarquées pour la première fois en 1866 par Daniel Kirkwood, qui a également expliqué correctement leur origine dans les résonances orbitales avec Jupiter alors qu’il était professeur au Jefferson College de Canonsburg, en Pennsylvanie.
La plupart des lacunes de Kirkwood sont épuisées, contrairement aux résonances à mouvement moyen (MMR) de Neptune ou de Jupiter 3:2 résonance, qui retiennent des objets capturés lors de la migration de planètes géantes du modèle de Nice. La perte d’objets des lacunes de Kirkwood est due au chevauchement des résonances séculaires ν5 et ν6 dans les résonances à mouvement moyen. Les éléments orbitaux des astéroïdes varient de manière chaotique et évoluent sur des orbites traversant des planètes en quelques millions d’années. Le MMR 2: 1 a quelques îlots relativement stables dans la résonance, cependant. Ces îles sont épuisées en raison de la diffusion lente sur des orbites moins stables. Ce processus, qui a été lié au fait que Jupiter et Saturne sont proches d’un 5:2 la résonance a peut-être été plus rapide lorsque les orbites de Jupiter et de Saturne étaient plus rapprochées.
Plus récemment, un nombre relativement faible d’astéroïdes ont été trouvés possédant des orbites à forte excentricité qui se trouvent dans les lacunes de Kirkwood. Les groupes Alinda et Griqua en sont des exemples. Ces orbites augmentent lentement leur excentricité sur une échelle de temps de dizaines de millions d’années, et finiront par sortir de la résonance en raison de rencontres rapprochées avec une planète majeure. C’est pourquoi les astéroïdes sont rarement trouvés dans les lacunes de Kirkwood.
