UnastéroïdeÉcouterⓘ (du grec ancienἀστεροειδής /asteroeidḗs, « qui ressemble à une étoile »[1],[2]) est uneplanète mineure 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. L'appellation « d'apparence stellaire » vient de l'aspect ponctuel (non résolu) des astéroïdes au télescope, différent du disque résolu des planètes, lors des premières observations astronomiques.
En1801, le premier astéroïde découvert est nomméCérès. C'est le plus gros astéroïde de laceinture principale, groupe d'astéroïdes le plus important en nombre d'objets connus (plus de 720 000 en avril 2019 ou environ 750 000 en comptant la périphérie immédiate[JPL 1]), situé entre les orbites deMars et deJupiter. Lesastéroïdes géocroiseurs (environ 20 000 connus en avril 2019[JPL 2]) constituent le second groupe en nombre, ils croisent l'orbite de la Terre. Les deux groupes rassemblent plus de 95 % des planètes mineures connues[JPL 3].
Les planètes mineures situées au-delà deNeptune sont parfois considérées comme des astéroïdes mais aussi, de plus en plus souvent, distinguées et désignées commeobjets transneptuniens. Leur composition est plus riche en glace et plus pauvre en métaux et en roches, ce qui les apparente à desnoyaux cométaires[3].
Contrairement auxcomètes, les astéroïdes ne présentent pas d'activité cométaire. Cependant, quelques-uns ont été observés avec une activité partielle et sont qualifiés d'astéroïdes actifs[4].
Couverture du livre de G. Piazzi sur la découverte de Cérès (1802).
(1) Cérès photographié par la sondeDawn en mai 2015.
Le premier astéroïde est découvert fortuitement parGiuseppe Piazzi, directeur de l’observatoire dePalerme. Le1er janvier1801, alors qu’il mène des observations dans la constellation duTaureau 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[5]. 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 planètesMars etJupiter. Piazzi le nommeCérès, du nom de ladéesse romaine qui fait sortir la sève de la terre et qui fait pousser les jeunes pousses au printemps, et également déesse protectrice de laSicile.
Entre 1802 et 1807, trois autres objets sont découverts sur des orbites voisines :Pallas,Junon etVesta. Les quatre nouveaux corps sont alors considérés comme de véritables planètes. Le terme depetites 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[6]. Avec, de plus, leur petite taille ou l’inclinaison orbitale élevée de Pallas, il s’agissait selon lui d’objets duSystème solaire à distinguer des planètes.
Il faut attendre1845 pour qu’une nouvellepetite planète soit découverte,Astrée, parKarl Ludwig Hencke. Dès lors, les découvertes ne cessent de se multiplier et l’appellation proposée par Herschel s’impose.
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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.
La majorité des astéroïdes connus sont situés dans la zone comprise entre Mars et Jupiter, diteceinture d'astéroïdes (ou ceinture principale). Mais d'autres ont été 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 (voirPrincipaux groupements). La plupart d'entre eux sont plus éloignés du Soleil, mais on en connaît qui sont moins éloignés que Mars (astéroïdes Amor etastéroïdes Apollon), la Terre (astéroïdes Aton etastéroïdes Atira) et mêmeVénus (2020 AV2).
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 duSystème solaire[7]. 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.
Lacomposition des astéroïdes est évaluée d’après leurspectre optique mesurant la lumière réfléchie, qui correspond à la composition de leur surface. Celle desmétéorites est connue avec l'analyse des fragments retrouvés sur Terre.
Le système classique de classification spectrale des astéroïdes, élaboré en 1975, les classe selon un système basé sur leurcouleur, leuralbédo et leurspectre optique. Ces propriétés étaient censées correspondre à la composition de leur surface. Il faut noter, cependant, que certains types sont plus facilement détectables que d'autres. Ainsi, ce n'est pas parce que la proportion d'astéroïdes d'un type donné est plus importante qu'ils sont effectivement plus nombreux. Il existe des systèmes de classification plus récents, dont deux se démarquent : Tholen (de l'astronomeDavid J. Tholen) et SMASS.
À l'origine, la classification des astéroïdes se basait sur l'hypothèse de leur composition :
Laceinture principale d'astéroïdes, entre les orbites deMars etJupiter, distante de deux à quatreunités astronomiques du Soleil, est le principal groupement d'astéroïdes : environ 720 000 objets y ont été répertoriés à ce jour (avril 2019), auxquels on peut ajouter 30 000 autres gravitant dans sa périphérie immédiate (groupe de Hungaria,groupe de Cybèle etgroupe de Hilda notamment). L’influence du champ gravitationnel de Jupiter les a empêchés de former une planète. Cette influence de Jupiter est également à l’origine deslacunes de Kirkwood, zones quasiment vides situées au milieu et sur les bords de la ceinture et dues à des phénomènes derésonance orbitale.
Les troyens de Jupiter sont situés sur des orbites très proches de celle de Jupiter, à proximité des deuxpoints de Lagrange L4 et L5. On en compte environ 7 200 en avril 2019[MPC 1]. Le nom fait référence à laguerre de Troie : les points L4 et L5 sont associés respectivement au camp grec et au camp troyen et les astéroïdes y sont nommés, sauf exception, avec des noms de personnages du camp associé.
Astéroïdes géocroiseurs : ellipses orbitales des 4 astéroïdes ayant donné leurs noms aux groupes,(1221) Amor (extérieur proche),(1862) Apollon (croiseur extérieur),(2062) Aton (croiseur intérieur) et(163693) Atira (intérieur proche), relativement à celle de la Terre.
Au sens strict, les astéroïdes géocroiseurs sont des astéroïdes dont l’orbite croise celle de la Terre (Earth-crosser asteroid ou ECA en anglais). En pratique, en français, le terme est le plus souvent entendu au sens large et inclut également les astéroïdes dont l'orbite est « proche » de celle de la Terre (passe à moins de 0,3 unité astronomique) (near Earth asteroid ou NEA en anglais). On en dénombre environ 20 000 (avril 2019[JPL 2]).
Ces astéroïdes sont classiquement classés en quatre groupes :
lesastéroïdes Atira, dont l'orbite est entièrement contenue dans celle de la Terre (19 connus en avril 2019 selon la base de données du JPL[JPL 4]) ;
lesastéroïdes Aton, croiseurs dont l'orbite est principalement située à l'intérieur de celle de la Terre (a < 1 ua) (environ 1 500 connus en avril 2019[JPL 5]) ;
lesastéroïdes Apollon, croiseurs dont l'orbite est principalement située à l'extérieur de celle de la Terre (a > 1 ua) (environ 11 000 connus en avril 2019[JPL 6]) ;
lesastéroïdes Amor, dont l'orbite entoure entièrement celle de la Terre (environ 7 500 connus en avril 2019[JPL 7]).
L’intérêt médiatique parfois très fort porté sur les astéroïdes géocroiseurs est lié à la crainte de les voir entrer en collision avec la Terre. Voir sectionRisques d'impact avec la Terre.
Lescentaures sont des planètes mineures qui gravitent entre les orbites desplanètes géantes gazeuses. On en compte en avril 2019 entre 200 et 500 suivant le périmètre précis attribué à ce groupe (frontière non standardisée avec d'autres groupes tels que celui desdamocloïdes). Le premier qui fut découvert est(2060) Chiron, en 1977. On suppose généralement que ce sont d'anciensobjets transneptuniens ayant été éjectés de leurs trajectoires, suite, par exemple, à un passage à proximité de Neptune.
Ceinture de Kuiper et autres objets transneptuniens
On dénombre en avril 2019[JPL 8] environ 3 200 objets transneptuniens. Les principaux groupes de cette zone du Système solaire sont décrits dans l'articlePlanète mineure.
Les premières images rapprochées d’astéroïdes sont l’œuvre de la sondeGalileo qui, lors de son transit vers Jupiter, put s'approcher de(951) Gaspra en 1991 puis de(243) Ida en 1993.
La sondeNEAR Shoemaker est la première dont la mission principale concerne l'étude d'un astéroïde. Lancée le par laNASA, elle se met en orbite autour de(433) Éros, l’un des plus grosastéroïdes géocroiseurs. Après en avoir établi une cartographie complète 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, laJAXA lance la sondeHayabusa vers l’astéroïde géocroiseur(25143) Itokawa, avec pour objectif de s’y poser en douceur et d’en prélever des échantillons. Malgré plusieurs pannes et incidents[8], la sonde revient sur Terre le, sans que l’on sache si elle contient effectivement des échantillons[9]. Finalement, le 16 novembre, la Jaxa annonce que l’analyse des particules récoltées a confirmé leur origine extraterrestre[10]. Le Japon devient ainsi le premier pays à s’être posé sur un astéroïde et en avoir rapporté des échantillons. Deux missions en cours (avril 2019) prévoient également des retours d'échantillon :Hayabusa 2 (prélèvement réussi en 2019 et retour en décembre 2020) etOSIRIS-Rex (prélèvement d'échantillon en 2020 et retour en 2023).
En 2007, la NASA lance la sondeDawn en direction de deux des plus gros astéroïdes de laceinture principale,(4) Vesta et(1) Cérès. Elle se place d'abord en orbite autour de Vesta entre juillet 2011 et août 2012 puis rejoint Cérès autour duquel elle se met en orbite en mars 2015. C'est la première sonde spatiale à se positionner successivement en orbite autour de deux objets différents. Des études approfondies ont notamment concerné la géographie et la géologie des deux astéroïdes.
Les principaux lancements du début des années 2020 concernent la missionDART (test de l'usage d'un impacteur pour dévier un astéroïde, lancée en 2021), la sondeLucy (étude detroyens de Jupiter, lancée en 2021) et la sondePsyché (étude de l'astéroïde métallique(16) Psyché, lancée le). Ces trois missions sont développées par la NASA.
La sondeNew Horizons est la première età ce jour[Quand ?] la seule à avoir exploré desobjets transneptuniens (surlignés en jaune dans le tableau). Lancée par la NASA en janvier 2006, elle n'arrive au niveau de son objectif principal,Pluton, que 8 ans et demi plus tard en juillet 2015. Des résultats remarquables sont apportés sur la géographie, la géologie, l'atmosphère ou encore les satellites de Pluton. La sonde est ensuite dirigée vers(486958) Arrokoth qui devient ainsi le deuxième objet transneptunien photographié de près.
Astéroïdes explorés par des sondes spatiales(mise à jour octobre 2023) (les objets transneptuniens sont surlignés en jaune)
Les astéroïdes sont presque impossibles à observer à l’œil nu. Ils sont bien plus petits que les planètes, et très peu lumineux. L’astéroïde4 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 uneétoile 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.
Au 27 avril 2019[JPL 9], laJPL Small-Body Database recense 20 000astéroïdes géocroiseurs au sens large (notion deNear Earth Asteroids ou NEA en anglais) dont 12 500 géocroiseurs au sens strict (notion deEarth-Crosser Asteroids ou ECA en anglais).
Les orbites de ces objets n'étant connues qu'avec une incertitude non négligeable, le risque est évalué à travers un calcul de probabilité. Deux échelles normalisées permettent de quantifier ce risque, l'échelle de Palerme et l'échelle de Turin. Cette dernière, reconnue par l'Union astronomique internationale depuis 1999 et couramment utilisée dans les articles de vulgarisation, quantifie le niveau de risque de 0 à 10 en croisant une estimation de la probabilité d'impact et une estimation de l'énergie d'impact. Ces évaluations évoluent en permanence en fonction des réévaluations régulières des orbites. Plusieurs institutions et programmes d'observation étudient ce risque en continu. L’agence spatiale européenne (ESA), par exemple, a initié en 2004 un projet à long terme de protection de la Terre contre les géocroiseurs.
Chaque année, quelques astéroïdes sont un temps cotés au niveau 1 de l'échelle de Turin par l'un ou l'autre de ces programmes (le plus souvent durant les jours ou semaines qui suivent leur découverte ou une nouvelle observation), avant d'être rétrogradés au niveau 0 une fois l'orbite mieux connue. Entre 2002 et 2018, seuls deux astéroïdes ont dépassé le niveau 1 :(99942) Apophis (un temps coté 4 après sa découverte en 2004, puis resté coté 1 jusqu'en décembre 2006) et(144898) 2004 VD17 (un temps coté 2).
Parallèlement au développement de programmes visant à mieux connaître les objets potentiellement dangereux (astéroïdes ou comètes), plusieurs stratégies visant à détruire ou dévier un tel objet ont progressivement été étudiées. Les stratégies visant la destruction sont généralement jugées non pertinentes (risques liés à la fragmentation de l'objet, retombée de matière radioactive, coût élevé...). Lesstratégies de déviation les plus étudiées reposent sur unimpacteur ou sur une explosion à distance de l'objet. La missionDART développée par la NASA (lancement réalisé en 2021) a permis de tester l'effet d'un impacteur sur la déviation d'un astéroïde. D'autres stratégies reposant sur une déviation lente ont également été proposées (sonde jouant le rôle de tracteur gravitationnel, utilisation de l'effet Yarkovsky,voile solaire, éjection de matière par unecatapulte installée sur l'objet, etc.) mais restent conditionnées à une longue anticipation de l’événement.
Régulièrement, desmétéoroïdes ou astéroïdes de petite taille pénètrent dans l'atmosphère terrestre, se transforment enbolide (phénomène lumineux intense généré par les frottements), et, finalement, impactent la Terre (généralement après s'être fractionnés dans le cas des petits astéroïdes). Lesuperbolide de Tcheliabinsk observé le 15 février 2013 est un exemple récent et célèbre de ce type de phénomène. Selon les estimations, l'objet à l'origine de l'événement était un astéroïde géocroiseur de typeApollon d'un diamètre compris entre 15 et 17 mètres. Cet astéroïde n'était pas connu avant son impact, ce qui est le cas le plus fréquent : la grande majorité des petits astéroïdes frôlant (ou éventuellement percutant) la Terre ne sont détectés qu'après leur passage ou moins de 24 heures avant.
On ne compte en 2018 que 3 petits astéroïdes ayant été découverts (moins de 24 heures) avant leur impact (2008 TC3,2014 AA et2018 LA). Ce chiffre est à comparer au 556 bolides de diamètre supérieur à 1 mètre s'étant désintégrés dans l'atmosphère terrestre entre 1994 et 2013 selon les observations de la NASA.
La plupart des astéroïdes gravitent de manière anonyme dans la ceinture principale. Quelques-uns accèdent toutefois à la notoriété, en particulier au regard de l'histoire des découvertes, de leur taille, orbite ou propriété atypiques, de leur dangerosité pour la Terre, etc.
Astéroïdes notables - Tableau 1(mise à jour février 2019) (uniquement ceinture principale, troyens de Jupiter et géocroiseurs)
Eros (1898),Albert (1911) (pour les amors) ;Apollon (1932),Adonis (1936) (pour les apollons) ;Aton (1976) (pour les atons) ;Atira (2003) (pour les atiras)
Le genre cinématographique dufilm catastrophe a exploré plusieurs fois le thème du risque d'impact majeur. Lesdeux principaux représentant du genre sont[réf. souhaitée] :
Meteor (1979), film américain deRonald Neame avecSean Connery etNatalie Wood. L'astéroïde Orpheus est finalement détruit par des tirs nucléaires conjoints d'un satellite américain et d'un satellite soviétique.
Armageddon (1998), film américain deMichael Bay avecBruce Willis. Une équipe spécialisée dans le forage pétrolier est envoyée sur l'astéroïde pour y enfouir une charge nucléaire.
Le Petit Prince (1943), roman d'Antoine de Saint-Exupéry, œuvre poétique et philosophique écrit sous la forme d'un conte pour enfants. Le petit prince est originaire de l'astéroïdeB 612 et poursuit un voyage initiatique de planète en planète. L'astéroïde(46610) Bésixdouze et le satellite de l'astéroïde(45) Eugénie nomméPetit-Prince ont été nommés en l'honneur de cette œuvre.
Deuxaventures de Tintin mettent en scène un astéroïde. DansL'Étoile mystérieuse (1942), un « aérolithe », fragment d'un bolide ayant frôlé la Terre, tombe en mer… DansOn a marché sur la Lune (1954), lecapitaine Haddock se trouve entraîné par l’attraction de l'astéroïde Adonis. Le véritable astéroïde(2101) Adonis avait été découvert quelques années plus tôt, en 1936, et avait fait alors sensation par son passage à moins de 5 distances lunaires de la Terre. Les astéroïdes(1652) Hergé,(1683) Castafiore et(327082) Tournesol ont été nommés en l'honneur de l'auteur et de ses personnages.
Le filmAsteroid City (Wes Anderson, 2023) prend pour cadre une convention de jeunes astronomes se déroulant lors duAsteroid Day de 1955 organisé àAsteroid City, lieu fictif évoquant directementMeteor Crater enArizona.
Lejeu d'arcadeAsteroids, sorti en 1979, plonge le joueur au cœur d'une bataille spatiale se déroulant au milieu d'un champ d'astéroïdes. C'est l'un des plus grands succès d'Atari dans les années 1980.
↑Consultée le 27 avril 2019 avec critère "Jupiter Trojans" (7 227 objets).
JPL Small-Body Database Search Engine sur le site Solar System Dynamics duJet Propulsion Laboratory :
↑Consultée le 30 avril 2019 avec critères "Inner Main-belt or Main-belt or Outer Main-belt" (746 807 objets).
↑a etbConsultée le 27 avril 2019 avec critères "Atira or Aten or Apollo or Amor" (20 021 objets).
↑Consultée le 27 avril 2019 avec critère "Asteroid" (794 763 objets au total).
↑Consultée le 27 avril 2019 avec critère "Atira" (19 objets). Remarque : la base de données du MPC donne le nombre de 34 ; la différence provient du fait que le MPC retient le critère Q < 1 alors que le JPL utilise le critère plus strict Q < qTerre = 0,983.
↑Consultée le 27 avril 2019 avec critère "Aten" (1 508 objets).
↑Consultée le 27 avril 2019 avec critère "Apollo" (10 996 objets). Remarque : la base de données du MPC indique environ 10 000 objets ; la différence provient d'un critère légèrement différent sur le périhélie des objets, ce qui déplace la frontière entre apollons et amors.
↑Consultée le 27 avril 2019 avec critère "Amor" (7 498 objets). Remarque : la base de données du MPC indique environ 8 500 objets ; la différence provient d'un critère légèrement différent sur le périhélie des objets, ce qui déplace la frontière entre apollons et amors.
↑Consultée le 27 avril 2019 avec critère "TransNeptunian Object" (3 219 objets).
↑Consultée le 27 avril 2019 avec critères "Atira or Aten or Apollo or Amor" (20 021 objets) et "Aten or Apollo" (12 504 objets).
↑S. Clifford J. Cunningham:Discovery of the origin of the word asteroid and the related terms asteroidal, planetoid, planetkin, planetule, and cometoid. In:Studia Etymologica Cracoviensia 20, 2015, S. 47–62.
↑« Bestiaire des petits corps du Système solaire », in Ciel et Espace Hors Sérieno 15, octobre 2010.
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