L’astéroïde géocroiseur (433) Éros sur lequel s’est posée la sonde NEAR Shoemaker.
(243) Ida ainsi que sa lune Dactyle. Dactyle est la première lune astéroïdale à avoir été découverte.

Un astéroïdeÉcouter est une planète mineure (voir ci-contre le diagramme d'Euler des corps du système solaire) qui est composée de roches, de métaux et de glaces, et dont les dimensions varient de l'ordre du mètre (limite actuelle de détection) à plusieurs centaines de kilomètres.

  • Lorsque leur diamètre avoisine ou dépasse 1 000 km, ce qui est rarissime, leur forme peut être sphérique et ils peuvent prendre alors également le statut de planète naine. C'est le cas de Cérès. Dans le cas contraire, ils ont généralement une forme irrégulière et font partie de la classe des petits corps.
  • Les astéroïdes (appelés météoroïdes pour les plus petits) pénétrant dans l'atmosphère d'un autre corps créent des météores. Si une partie de l'astéroïde réussit à toucher la surface du corps impacté, elle forme alors une météorite et peut créer un cratère d'impact.

En 1801, le premier astéroïde est découvert et nommé Cérès ; il est le plus grand du système solaire. Depuis, plus de 580 000 astéroïdes du Système solaire ont été répertoriés (en 2015, date à laquelle une sonde spatiale a tourné pour la première fois autour de Cérès). Les premiers astéroïdes découverts ont une orbite située entre celles de Mars et de Jupiter, aussi cette zone est-elle appelée la ceinture principale d’astéroïdes. Une autre zone située au-delà de l’orbite de Neptune comporte une forte concentration d’astéroïdes : la ceinture de Kuiper.

La composition des astéroïdes de la ceinture de Kuiper est plus riche en glace et plus pauvre en métaux et en roches, ce qui les apparente à des noyaux cométaires[1]. Contrairement aux comètes les astéroïdes sont inactifs, cependant quelques-uns ont été observés avec une activité cométaire[2].

On suppose que les astéroïdes sont des restes du disque protoplanétaire qui ne se sont pas regroupés en planètes.

Certains astéroïdes croisant l’orbite de la Terre (appelés géocroiseurs) sont considérés comme potentiellement dangereux, à cause du risque de collision, et sont surveillés par des systèmes automatisés.

Premières découvertes

La planète naine (1) Cérès vue par la sonde spatiale Dawn.

Le premier astéroïde est découvert fortuitement par Giuseppe Piazzi, directeur de l’observatoire de Palerme. Le 1er janvier 1801, alors qu’il mène des observations dans la constellation du Taureau afin d’établir un catalogue stellaire, il repère un nouvel astre. Le lendemain, il constate avec surprise que celui-ci s’est déplacé vers l’ouest[3]. Il suit le déplacement de cet objet pendant plusieurs nuits. Son collègue, Carl Friedrich Gauss, utilise ces observations pour déterminer la distance exacte de cet objet inconnu à la Terre. Ses calculs situent l’astre entre les planètes Mars et Jupiter. Piazzi le nomme Cérès, du nom de la déesse romaine qui fait sortir la sève de la terre et qui fait pousser les jeunes pousses au printemps, et également déesse protectrice de la Sicile.

Selon la loi de Titius-Bode, formulée en 1766 par Johann Daniel Titius et divulguée par Johann Elert Bode, une planète aurait dû graviter entre Mars et Jupiter. Une campagne d’observation, initiée par Joseph Jérôme Lefrançois de Lalande en 1796, avait été lancée afin de la localiser[3]. Piazzi, sans le vouloir, avait devancé ses collègues avec la découverte de Cérès sur l’orbite de l’hypothétique planète.

Entre 1802 et 1807, trois autres objets sont découverts sur des orbites voisines : Pallas, Junon et Vesta. Les quatre nouveaux corps sont alors considérés comme de véritables planètes. Le terme de petites planètes est généralement employé ; cependant dès 1802, William Herschel propose l’appellation d’astéroïde, qui signifie littéralement « en forme d’étoile », à cause de leur aspect au télescope, différent de celui en forme de disque régulier des autres planètes[4]. Avec, de plus, leur petite taille ou l’inclinaison orbitale élevée de Pallas, il s’agissait selon lui d’objets du Système solaire à distinguer des planètes.

Il faut attendre 1845 pour qu’une nouvelle petite planète soit découverte, Astrée, par Karl Ludwig Hencke. Dès lors, les découvertes ne cessent de se multiplier et l’appellation proposée par Herschel s’impose. En juillet 1868, cent astéroïdes sont connus. La millième découverte homologuée a lieu en novembre 1921 (969 Leocadia) et la dix-millième en octobre 1989 ((21030) 1989 TZ11). En règle générale, l’ordre des dates de découverte diffère de l’ordre de numérotation des astéroïdes, car l’affectation d’un numéro se fait après une détermination suffisamment fiable de l’orbite de l’objet.

Heinrich Olbers, le découvreur de Pallas et Vesta, avait émis l’hypothèse que les astéroïdes étaient les fragments d’une planète détruite. Cet objet supposé fut même baptisé ultérieurement Phaéton. L’hypothèse la plus communément admise aujourd’hui considère les astéroïdes comme des résidus du Système solaire primitif n’ayant pu s’agglomérer jusqu'à former une planète, à cause notamment de l’influence gravitationnelle de Jupiter[5]. Ils sont donc considérés comme des reliques du Système solaire, leur étude plus poussée et leur exploration permettraient d’en savoir davantage sur la formation du Système solaire.

La majorité des découvertes d’astéroïdes se font dans la zone comprise entre Mars et Jupiter, et appelée la ceinture d’astéroïdes (ou ceinture principale). Mais d’autres sont découverts en dehors de cette zone, soit parce qu’ils possèdent une orbite qui les fait s’éloigner de la ceinture principale, soit parce qu’ils sont situés dans une tout autre zone du Système solaire (voir Principaux groupements).

L’étude des astéroïdes fut longtemps délaissée par les astronomes. Nous les connaissons depuis maintenant plus de deux cents ans, mais ils étaient considérés comme les rebuts du Système solaire[6]. On sait maintenant que les astéroïdes sont une clé importante de la compréhension de la formation du Système solaire et c’est pour cette raison que les astronomes montrent un plus grand intérêt envers ces objets.

Méthodes de détection

Jusqu’en 1998, les astéroïdes étaient découverts à l’aide d’un processus en quatre étapes [7].[réf. incomplète] :

  1. Tout d’abord, une région du ciel était photographiée à l’aide d’un télescope à large champ. Des paires de photographies étaient prises à intervalles réguliers – typiquement une heure – et ce, sur une durée de plusieurs jours ;
  2. deuxièmement, deux films de la même région sont observés dans un stéréoscope. Tout corps en orbite autour du Soleil aura alors bougé légèrement. Dans le stéréoscope, l’image de ce corps apparaîtra alors comme flottant légèrement sur le fond des étoiles ;
  3. troisièmement, une fois qu’un objet se déplaçant a été identifié, sa position était mesurée précisément en utilisant un microscope, la position étant mesurée relativement à celle d’une étoile connue.
    Note : ces trois premières étapes ne constituent pas une découverte d’un astéroïde : l’observateur n’a trouvé qu’une apparition.
  4. l’étape finale de la découverte était d’envoyer la position et l’heure de la découverte à Brian G. Marsden du Centre des planètes mineures qui, à l’aide de programmes informatiques, calcule si cette apparition est reliée à d’autres apparitions sur la même orbite. Si c’est le cas, l’observateur de l’apparition finale est déclaré le découvreur et obtient l’honneur de nommer l’astéroïde. Le nom proposé doit néanmoins être approuvé par l’Union astronomique internationale.

Depuis 1998, la plupart des astéroïdes sont découverts à l’aide de systèmes automatisés qui comprennent des caméras CCD et des ordinateurs reliés directement aux télescopes. Voici les principales équipes utilisant de tels systèmes, classées par le nombre de découvertes numérotées au 4 octobre 2015[8] :

En orbite autour de la Terre, le satellite de la NASA WISE a, quant à lui, découvert 33 000 astéroïdes en 2010, dont 2007 numérotés au 4 octobre 2015[9].

Inventaire

Au 14 novembre 2016, le Centre des planètes mineures dénombre 480 806 astéroïdes numérotés, dont 20 364 nommés, et 242 561 astéroïdes non numérotés ; soit un total de 723 367 orbites connues[10].

Observation à l'œil nu

Les astéroïdes sont presque impossibles à observer à l’œil nu. Ils sont bien plus petits que les planètes, et très peu lumineux. L’astéroïde 4 Vesta en est l’exception, puisque c’est le seul qu’il soit parfois possible d’observer sans appareil optique. Sa luminosité n’étant toutefois pas très grande, il faut donc savoir où poser le regard.

Un astéroïde ressemble plus ou moins à une étoile qui brille dans le ciel nocturne. Le meilleur moyen pour partir à la chasse aux astéroïdes avec ses jumelles ou son télescope est d’observer le fond étoilé, plusieurs nuits d’affilée, et de détecter les points lumineux qui se déplacent par rapport au fond, qui, lui, paraît stable. Certains catalogues répertorient la position des astéroïdes, et il est alors plus facile de pointer le télescope au bon endroit.

Liste d’astéroïdes connus

Article détaillé : Liste des planètes mineures.

Certains astéroïdes sont relativement bien connus, du fait de leur taille importante ou encore parce qu'ils sont géocroiseurs.

Dénomination

Article détaillé : Désignation des astéroïdes.

Dans les premières décennies du XIXe siècle, les astéroïdes furent affublés d'un symbole astronomique (Ceres symbol.svg pour Cérès, 2Pallas symbol.svg pour Pallas, Juno symbol.svg pour Junon, etc.), à l'instar des planètes du Système solaire. Les astéroïdes étaient à cette époque considérés comme des planètes à part entière. En 1851, devant leur nombre grandissant, le spécialiste allemand Johann Franz Encke prit la décision de remplacer ces symboles par une numérotation.

En 1947, l'américain Paul Herget, directeur de l'observatoire de Cincinnati, est chargé par l'Union astronomique internationale de fonder le Centre des planètes mineures. Depuis, la désignation des planètes mineures est assurée par ce centre.

Quand l’orbite d’un astéroïde est confirmée, l’apparition reçoit une première désignation constituée de l’année de découverte suivie d’une lettre représentant la quinzaine durant laquelle s’est produite la découverte, et d’une seconde lettre indiquant l’ordre de découverte pendant cette quinzaine (la lettre I n’est pas utilisée). Si plus de 25 objets sont découverts dans une quinzaine, on recommence l’alphabet en ajoutant un numéro qui indique combien de fois la seconde lettre est réutilisée (exemple : 1998 FJ74).

L’astéroïde reçoit ensuite un numéro permanent, noté entre parenthèses, accompagnant la première désignation (exemple : (26308) 1998 SM165), puis parfois, et plus tard, un nom qui remplace la première désignation (exemple : (588) Achille). Les premiers ont reçu les noms de personnages de la mythologie grecque ou romaine, à l’instar des planètes et de leurs satellites, d’autres mythologies ont ensuite été utilisées (nordique, celtique, égyptienne…) ainsi que des noms de lieux, des prénoms ou des diminutifs, des noms de personnages fictifs, d’artistes, de scientifiques, de personnalités des milieux les plus divers, des références à des événements historiques[11]… Les sources d’inspirations pour nommer un astéroïde sont désormais très variées.

Ces dernières années, le rythme de découverte est tel que les astéroïdes sans noms sont majoritaires. Quelques groupes d’astéroïdes ont des noms ayant un thème commun. Par exemple, les centaures sont nommés d’après les Centaures de la mythologie et les Troyens sont nommés d’après les héros de la guerre de Troie. Au , sur 310 376 astéroïdes numérotés, le dernier nommé était (301638) Kressin, et le premier astéroïde sans nom était (3708) 1974 FV1.

Exploration des astéroïdes

L’astéroïde Éros survolé par la sonde Near, le 19 septembre 2000 (vidéo).

Les premières images rapprochées d’un astéroïde sont l’œuvre de la sonde Galileo envoyée vers Gaspra en 1991 et Ida en 1993.

Lancée le par la NASA la sonde NEAR Shoemaker se met en orbite autour de l’un des plus gros astéroïdes géocroiseurs : Éros. Après avoir établi une cartographie complète de la surface de 433 Éros entre avril et octobre 2000, et bien que cela n'ait pas été prévu initialement, la sonde se pose en douceur sur l’astéroïde le . Son dernier signal est reçu le 28 février.

En 2003, la JAXA lance la sonde Hayabusa vers l’astéroïde Itokawa, avec pour objectif de s’y poser en douceur et d’en prélever des échantillons. Malgré plusieurs pannes et incidents[12], la sonde revient sur Terre le , sans que l’on sache si elle contient effectivement des échantillons[13]. Finalement, le 16 novembre, la Jaxa annonce que l’analyse des particules récoltées par Hayabusa a confirmé leur origine extraterrestre[14]. Le Japon devient ainsi le premier pays à s’être posé sur un astéroïde et en avoir rapporté des échantillons.

En 2012, Planetary Resources se constitue en vue de l'exploitation minière des astéroïdes, suivie en 2013 par la compagnie Deep Space Industries.

Principaux groupements

Ceinture principale

Schéma du Système solaire interne, jusqu'à l'orbite de Jupiter, faisant apparaître les orbites des planètes internes et la position approximative du cœur de la ceinture d'astéroïdes ; les astéroïdes troyens sont également représentés.
Article détaillé : Ceinture d'astéroïdes.

La ceinture dite principale, entre les orbites de Mars et Jupiter, distante de deux à quatre unités astronomiques du Soleil, est le principal groupement : plus de 720 000 objets y ont été répertoriés à ce jour. L’influence du champ gravitationnel de Jupiter les a empêchés de former une planète. Cette influence de Jupiter est également à l’origine des lacunes de Kirkwood, qui sont des orbites vidées par le phénomène de résonance orbitale.

Géocroiseurs

Article détaillé : Objet géocroiseur.

Les astéroïdes géocroiseurs sont des astéroïdes dont l’orbite est relativement proche de celle de la Terre. Au 3 septembre 2011, on en dénombre 8 113[15].

Les Amors, dont 433 Éros fait partie, les Atens et les Apollons en sont les principaux groupes.

Seuls les Atens et les Apollons croisent l’orbite de la Terre, et l’intérêt grandissant qu’on leur porte est lié à la crainte de les voir entrer en collision avec celle-ci. Ces croiseurs sont appelés ECA Earth-Crossing Asteroids ou NEO Near Earth Objects en anglais.

L’agence spatiale européenne (ESA) a entamé en 2004 un projet à long terme de protection de la Terre contre les géocroiseurs.

Troyens

Article détaillé : Troyen (astronomie).

Les astéroïdes troyens sont situés sur l’orbite d’une planète, aux deux points de Lagrange, L4 et L5. On en compte 4 990 au 3 septembre 2011[16].

La quasi-totalité des Troyens sont sur l’orbite de Jupiter. Mars possède sept astéroïdes troyens, Neptune neuf, et la Terre un seul (2010 TK7, découvert en 2010 par le télescope spatial WISE[17]).

À ce jour les autres planètes ne semblent pas en posséder, sans doute en raison de l’influence soit du Soleil, soit des planètes voisines susceptibles de perturber les points de Lagrange, ou n'ont pas encore été découverts.

Ceinture de Kuiper

Vue d'artiste de la ceinture de Kuiper et du nuage d'Oort.
Article détaillé : Ceinture de Kuiper.

La ceinture de Kuiper, située au-delà de l'orbite de Neptune, semble être potentiellement la plus grande concentration de petits corps du Système solaire. Au , 1 229 objets transneptuniens sont dénombrés par le Centre des planètes mineures[15].

Le premier membre découvert de cette ceinture fut Pluton, longtemps le seul objet connu de cette zone. Son unicité et sa taille supposée similaire à celle de la Terre ont fait qu'il a longtemps été considéré comme planète. Néanmoins, la confirmation en 1978 de son compagnon, Charon, a permis de définitivement savoir que Pluton était bien plus petit qu'imaginé. Il faudra ensuite attendre 1992 pour qu'un autre objet de Kuiper soit découvert : ce sera (15760) Albion, classé par la suite dans la catégorie des cubewanos ou objets classiques de la ceinture de Kuiper. La découverte de ce corps attira l’attention des astronomes sur les objets «transneptuniens», leur laissant dire que comme prédit il devait en exister en grandes quantités. Aujourd'hui, plusieurs membres de la ceinture de Kuiper, de taille comparable à celle de Pluton ou de Charon sont connus.

Le plus grand objet identifié dans la ceinture de Kuiper est Pluton — Éris, de taille à peine supérieure mais clairement plus massif, est un objet épars, la plupart du temps situé bien au-delà des limites de la ceinture de Kuiper.

Cette ceinture serait la source de près de la moitié des comètes qui sillonnent le Système solaire.

Objets épars et objets détachés

En 2005 fut découvert un objet épars dont la taille était initialement estimée à près de 3 000 kilomètres. Cet objet, depuis lors nommé Éris et dont la taille a été aujourd'hui réévaluée à 2 326 kilomètres (soit seulement une vingtaine de kilomètres de plus que Pluton), a relancé le débat sur la démarcation entre les gros objets et les planètes du Système solaire. Ainsi, en août 2006, l’Union astronomique internationale décide de créer le statut de planète naine, aussitôt décerné à Pluton qui perd celui de planète, à (136199) Éris, tous deux transneptuniens, et à (1) Cérès, le plus gros astéroïde de la ceinture principale. D’autres objets de la ceinture de Kuiper sont candidats à ce nouveau statut.

Nuages de Hills et d'Oort

Articles détaillés : Nuage de Hills et Nuage de Oort.

Le nuage de Hills, parfois nommé nuage d'Oort interne, serait un disque de débris situé entre 100 à 3 000 et 30 000 à 40 000 unités astronomiques du Soleil. Le nuage de 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[18] (≈ 0,8 année-lumière). Ces deux structures sont donc situées bien au-delà de l’orbite des planètes et de la ceinture de Kuiper. La limite externe du nuage de Oort, qui formerait la frontière gravitationnelle du Système solaire[19], 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. Il n'est d'ailleurs pas exclu qu'il existe un continuum entre le nuage de Oort « solaire » et une structure similaire autour du système Alpha Centauri.

Centaures

Article détaillé : Centaure (planétoïde).

Les Centaures sont des astéroïdes qui naviguent autour du Soleil entre les orbites des planètes géantes (au nombre de 319 au , en incluant certains objets épars[15]). Le premier qui fut découvert est 2060 Chiron, en 1977. On suppose généralement que ce sont des astéroïdes ou des comètes, provenant probablement de la ceinture de Kuiper, qui ont été éjectés de leurs propres orbites.

Astéroïdes croisant l'orbite des autres planètes

Outre les géocroiseurs, il existe d’autres regroupements d’astéroïdes, suivant qu’ils croisent l’orbite d’une autre planète du Système solaire. Certains astéroïdes peuvent faire partie de plusieurs regroupements. Il est à noter que si le terme de géocroiseur est répandu, ceux qui suivent sont très rarement employés.

Original: Original:

https://fr.wikipedia.org/wiki/Astéroïde