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Les astéroïdes
sont de corps rocheux de dimensions inférieures à mille kilomètres)
dépourvus d'atmosphère, que l'on rencontre principalement dans les région
internes du Système solaire, et plus
spécialement entre les orbites de Mars et de Jupiter.
Depuis la découverte de Cérès, du premier d'entre eux en 1801, plusieurs
centaines de milliers de ces objets ont été repérés, notamment grâce
au développement de l'astrophotographie, des télescopes de Schmidt Ã
grand champ, et plus récemment à l'aide du télescope spatial infrarouge
ISO, et à des programmes de recherche systématiques automatisés, tels
que LINEAR, et d'autres.
Plusieurs
astéroïdes ont été approchés par des sondes spatiales. C'est le cas
de Gaspra (photo ci-dessous) et d' Ida,
survolés par Galileo au cours de son voyage vers Jupiter, et ainsi que
de Mathilde et d'Éros, étudiés par la sonde
Near. Cette dernière a d'ailleurs été satellisée plusieurs mois autour
d'Éros, avant d'y être "posée", plus ou moins brutalement. Ajoutons,
que les études radar, en particulier grâce à la grande parabole d'Arecibo,
ont pu être conduites sur plus de 230 astéroïdes, parmi ceux qui se
rapprochent le plus de la Terre (circastéroïdes). Dans certains cas des
détails de la surface de quelques dizaines de mètres seulement commencent
à être accessibles ( par ex. : Toutatis).
Tous les astéroïdes ne portent pas de nom,
mais seulement leur numéro d'inscription dans le catalogue
des astéroïdes, qui normalement correspond également à leur ordre de
découverte.
Il
pourrait exister des millions d'astéroïdes.
Les quatre plus gros ont une forme plus
ou moins sphérique et une dimension qui permettent de les classer parmi
les planètes naines. Cérès, qui rassemble le
quart de la masse totale des astéroïdes, a ainsi un diamètre qui dépasse
les 900 kilomètres. Dans leur immense majorité, ces objets sont de petits
corps, de forme plus irrégulière. Une trentaine d'astéroïdes seulement
dépassent les 200 kilomètres. Moins de mille atteignent les trente kilomètres.
Et il pourrait en exister autour de un million, entre 30 km et 1 km. En
extrapolant, on peut supposer que la plupart ont des dimensions encore
inférieures. Beaucoup ne doivent être gros que de quelques mètres, voire
de quelques centimètres (météoroïdes). UN astéroïde, en somme, c'est
l'idée du caillou déclinée pratiquement à l'infini, et, au total, ces
objets représenteraient une masse 1600 fois inférieure à celle de la
Terre.
C'est Ã
Kepler que remonte la
remarque qu'il existait un hiatus dans le groupement des planètes, une
lacune entre Mars et Jupiter.
Il y supposa une hypothétique planète, mais cette idée fut rapidement
oubliée. Du moins jusqu'en 1872, quand Titius ,
donna dans sa traduction en allemand de la Contemplation de la Nature
de Charles Bonnet ,
une série particulière de nombres, pour montrer que les distances des
planètes au Soleil sont soumises à une loi,
dont l'invention a été à tort attribuée à Bode .
Cette série, aujourd'hui appelée loi de Titius-Bode ,
est représentée par la progression géométrique de 0, 1, 2, 4, 8, etc.,
chacun de ces termes étant, à partir de zéro, multiplié par 3, et le
produit augmenté de 4. On obtient alors la série de nombres : 4, 7, 10,
16, 28, 52, 100, etc., qui représente assez bien les distances moyennes
(en dixièmes d'unité astronomique (UA)) qui séparent
les différentes planètes principales au Soleil. La Terre
correspondait ainsi à 10 (ou 1 UA), Mars à 16
(1,6 UA), Jupiter à 52 (5,2 UA), etc. Restait
le nombre 28, qui suggérait qu'une planète eut pu circuler à la distance
de 2,8 UA.
Persuadés par ce
seul argument de l'existence d'une planète intermédiaire entre mars et
Jupiter, vingt-quatre astronomes s'associèrent en Allemagne sous la présidence
de Schroeter
pour se mettre à sa recherche. Lalande
s'intéressa lui-même vivement à cette association. Mais cela n'amena
aucun résultat. La planète supposé, dont le baron de Zach
avait vainement essayé de calculer les éléments, se présenta un jour
(ou plutôt la nuit du 1er janvier 1801) d'elle-même au bout de la lunette
de Piazzi ,
qui ne la cherchait pas, et qui la baptisa Cérès.
Beaucoup d'autres corps seront ensuite découverts, dans les années, les
décennies suivantes, et encore jusqu'à nos jours où les découvertes
sont devenues quotidiennes, sur des orbites proches de celle-là .
C'est ainsi que débute
donc la découverte de la grande ceinture d'astéroïdes que l'on trouve
entre Mars et Jupiter. Les astronomes croiront dans un premier temps qu'il
s'agit de fragments d'une ancienne planète qui se serait désintégrée.
Aujourd'hui, c'est plutôt l'option inverse qui est adoptée : les astéroïdes
se comprennent plutôt comme les briques qui auraient pu servir à former
une planète, si les perturbations engendrées par Jupiter et que subissent
leurs orbites ne les avaient pas empêché de s'agglomérer au moment de
la formation du Système solaire .
Les
briques d'une planète manquée
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Rouages |
Si la plupart des
astéroïdes présentent une forme irrégulière, c'est pour l'essentiel
parce qu'il sont des fragments d'objets plus gros qui ont été brisés
lors de collisions. Ces chocs plus nombreux et violents dans le passé,
continuent d'avoir lieu aujourd'hui. Des impacts avec des corps plus petits
ont également criblé leur surface de cratères
et recouvert leur surface d'une fine poussière, appelée régolithe. Les
importants dégagements de chaleur au cours de ces collisions doivent également
avoir eu une incidence les minéraux qui en ont été affectés.
Mais de telles collisions n'ont pas nécessairement
toujours été destructrices. La forme de certains astéroïdes suggère
qu'ils sont composés de deux astéroïdes plus petits, collés ensemble.
C'est ainsi qu'ont dû aussi se former les plus gros de ces corps, mais
aussi les planètes comme la Terre : par agglomération
de blocs rocheux. C'est, donc, la seconde raison pour laquelle les astéroïdes
sont de forme le plus souvent irrégulière. Les astéroïdes ne sont en
fait que les briques survivantes d'une petite planète qui n'a jamais réussi
à grandir et à se construire, à cause des perturbations gravitationnelles
induites par les planètes géantes, et surtout par la première d'entre
elles : Jupiter. Ils sont les héritiers, qui
ont subi des transformations physiques et chimiques plus ou moins profondes,
des mêmes planétésimaux qui ont servi à fabriquer la Terre et les autres
planètes telluriques. Une parenté qui explique l'orientation et l'importance
des nombreuses études qui leur sont consacrées.
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Rencontres
de tous types
Le
puzzle des lunes d'astéroïdes
Il y a belle lurette
que les astronomes ne s'inquiètent pas de la solitude des astéroïdes.
Ils pressentaient l'existence de couples semblaient être constitués de
deux corps accolés : c'est le cas de Pallas, de Hector, si l'on en juge
par l'étude de la variation de leur luminosité au cours de leur rotation,
ou encore de Castalia, tels qu'a pu les révéler les études radar conduites
grâce au radiotélescope d'Arecibo en 1989, et de Kleopatra
étudiée en 2000. Des situations qui suggèrent à leur origine l'existence
de collisions douces entre deux astéroïdes ou peut-être entre un astéroïde
et sa lune.
Le premier véritable
satellite d'astéroïde a été observé par la sonde Galileo en 1993.
Il s'agit de Dactyl, un objet de 1,5 km, qui gravite autour de Ida
(56 km). Sachant que Ida appartient à une famille d'astéroïdes, les
astronomes n'ont pas eu de mal à interpréter Dactyl comme une relique
restée captive après l'impact à l'origine de toute la famille.
La
planète du Petit Prince
était
un astéroïde.
Selon
Antoine de Saint-Exupéry,
il
s'agissait de l'objet B 612...
En octobre 1999,
des chercheurs de l'université de Boulder (Colorado), utilisant l'optique
adaptative montée sur le télescope Canada-France à Hawaii (CFHT) ont
annoncé la découverte d'une seconde lune, baptisée Petit Prince en
hommage au personnage de Saint-Exupéry, et gravitant autour de l'astéroïde
Eugenia. Cette fois, l'origine du couple s'est révélée plus problématique.
Eugenia est un corps très peu dense, peut-être à cause d'une extrême
porosité. Il lui est dès lors difficile de garder un satellite qui serait
issu d'une collision.
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Sylvia
et ses deux satellites.
(©
Franck Marchis et al, Nature, 2005).
Une nouvelle lune
a encore été découverte en février 2000, toujours par la même équipe
et avec les mêmes moyens, autour de l'astéroïde Pulcova. Puis,
en août, Antiope 120 km deux corps séparés de 170 km de distance,
Antiope, non pas un astéroïde et sa lune, mais plutôt un astéroïde
double (deux astéroïdes de dimensions équivalentes qui orbitent autour
de leur centre de masse commun). En 2003, des études radar ont montré
que Hermès (récemment retrouvé après qu'on ait perdu sa trace
pendant plusieurs décennies) était aussi dans ce cas. L'existence de
tels jumeaux n'est pas encore comprise de façon satisfaisante, et encore
moins celle de triplets, comme 87 Sylvia, dans la ceinture principale,
dont on a découvert qu'on avait affaire à un astéroïde triple. Peut-être,
dans le cas d'Antiope, faut-il supposer un second impact, intervenant indépendamment
de celui à l'origine de la formation de la famille de Thémis (voir plus
bas), qui aurait cassé en deux l'astéroïde. Un événement similaire
pourrait être également à l'origine de la fracture en deux parties d'Hermès.
En pratique la situation reste malgré tout difficile à expliquer, estiment
aujourd'hui les chercheurs. |
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