 |
On connaît près
de 1500 astéroïdes qui
circulent dans les régions internes du Système
solaire. (conventionnellement définis par un périhélie q<1,3UA)
On parle de NEOs (Near-earth objects), de NEAs (Near-earth
asteroids). Ceux que leur orbites conduisent Ă croiser celle de la
Terre
sont les géocroiseurs'
proprement
dits. Le terme s'étend cependant, au sens large, à tous les NEOs
et NEAs.
Des probabilités non négligeables existent
pour qu'un jour où l'autre l'un d'eux percute notre planète, sur laquelle
on a d'ailleurs déjà recensé 150 cratères
(récents) dus à de tels impacts. La collision est d'ailleurs aussi l'explication
la plus souvent mentionnée de l'extinction massive de certaines espèces
sur notre planète. L'événement violent qui s'est produit le 30 juin
1908 dans la région de la Tunguska en Sibérie et a détruit des milliers
d'hectares de forêt, s'il n'a pas été occasionné par l'entrée d'un
fragment de noyau cométaire dans notre atmosphère,
pourrait également s'expliquer par la rencontre avec un NEO d'une centaine
de mètres de diamètre. En somme, des versions superlatives de ce qui
se produit quotidiennement avec la chute de ces petits fragments d'astéroïdes
que sont les météorites.
Les géocroiseurs correspondent à une
population à faible durée de vie. Leurs orbites sont instables sur des
durées supérieures à cent millions d'années. C'est en gros le temps
qu'il leur faut pour entrer en collision avec une planète tellurique ou
se voir tout simplement expulsés de cette région du Système solaire
par les diverses perturbations gravitationnelles qui s'y excercent. Le
maintien dans le temps d'une telle population signifie donc qu'elle est
renouvelée en permanence. Le taux requis est de uelques centaines d'objets
de plus d'un kilomètre de diamètre tous les millions d'années.
Une conclusion cohérente avec l'idée
que l'on se fait du pompage des lacunes de Kirkwood. mais ce n'est pas
la seule possibilité. Certains chercheurs pensent que les géocroiseurs
pourraient également être des noyaux cométaires éteints ou endormis.
Puis les régions internes sont régulièrement visitées par de tels objets,
il peut sembler logique d'imaginesr que certains y restent piégés par
l'attraction gravitationnelle de telle ou telle planète intérieure. On
sait aussi que certains noyaux cométaires (groupe de Kreutz) sont régulièrement
englouties par le Soleil.
Le principal géocroiseur est 1036 Ganymède
(à ne pas confondre avec le satellite galiléen).
Son diamètre est de 41 kilomètres. Vient ensuite Eros,
qui atteint 38 kilomètres dans sa plus grande longueur.
L'astéroïde
(1036) Ganymède, découvert le 23 octobre 1924 par l'astronome allemand
Walter Baade depuis l'observatoire de Bergedorf Ă Hambourg, constitue
un objet d'étude fondamental en planétologie, non seulement en raison
de sa découverte précoce mais surtout pour ses caractéristiques physiques
et orbitales exceptionnelles qui en font le plus grand des objets géocroiseurs
connus. Sa désignation provisoire initiale était 1924 TD, et il fut nommé
en référence à Ganymède, le prince troyen de la mythologie grecque,
en utilisant l'orthographe allemande Ganymed pour le distinguer
du satellite galiléen de Jupiter, découvert par Galilée en 1610, qui
porte le mĂŞme nom.
D'un point de vue
dynamique, l'orbite de Ganymède est particulièrement singulière et le
classe dans le groupe des astéroïdes Amor, une sous-catégorie d'objets
géocroiseurs dont les trajectoires s'approchent de celle de la Terre sans
jamais la croiser. Son orbite autour du Soleil est caractérisée par un
demi-grand axe de 2,66 unités astronomiques, une excentricité très élevée
de 0,533 et une inclinaison marquée de près de 27 degrés par rapport
à l'écliptique. Cette configuration elliptique l'amène à une distance
périhélique de seulement 1,24 UA, ce qui le place à l'intérieur de
l'orbite de Mars, tandis qu'à son aphélie, il s'éloigne jusqu'à 4,09
UA, le rapprochant alors de la zone orbitale de Jupiter. Sa période de
révolution autour du Soleil est d'environ 4,35 années. Cette orbite lui
confère une distance minimale d'intersection avec l'orbite terrestre (MOID)
de 0,3415 UA, soit environ 133 distances lunaires, et il est également
un croiseur de Mars, avec une MOID de seulement 0,033 UA pour la Planète
rouge. Une approche relativement proche de la Terre est d'ailleurs prévue
pour le 13 octobre 2024, Ă une distance d'environ 0,374 UA.
La compréhension
de la nature physique de Ganymède s'est considérablement affinée grâce
à une multitude d'observations photométriques, spectroscopiques et radar,
ainsi qu'à des occultations stellaires, dont une observée en Californie
en 1985. Les données combinées des relevés infrarouges IRAS, du satellite
japonais Akari et de la mission NEOWISE de la NASA ont permis de contraindre
ses dimensions et son albédo, bien que les estimations varient. Son diamètre
effectif est ainsi compris entre 31,66 et 37,67 kilomètres, avec une valeur
fréquemment citée d'environ 35 kilomètres, et son albédo géométrique
se situe entre 0,22 et 0,29, indiquant une surface relativement réfléchissante
. Des modèles de forme plus récents, intégrant des données radar d'Arecibo
et de Goldstone acquises lors de l'approche de 2011, décrivent Ganymède
comme un corps approximativement ellipsoĂŻdal, avec des dimensions de l'ordre
de 42 × 41 × 39 kilomètres. Sa période de rotation est solidement établie
à environ 10,3 heures, avec des déterminations précises convergeant
vers une valeur de 10,297 heures. Les observations radar ont également
révélé une forme globalement sphérique , et les études polarimétriques
suggèrent une uniformité de la composition de surface, les variations
de polarisation n'étant pas corrélées avec les variations de luminosité
dues à la rotation. Enfin, la classification spectrale de Ganymède le
place dans la catégorie des astéroïdes de type S, indiquant une composition
silicatée de fer et de magnésium, et plus précisément dans le sous-type
S (VI). Une analyse minéralogique poussée a révélé que sa surface
est dominée par l'orthopyroxène, avec une composition chimique moyenne
des pyroxènes de Fs23(±5)Wo3(±3), ce qui
le rapproche des météorites de type mésosidérite contenant des pyroxènes
de type HED (howardite, eucrite, diogénite) et du métal, bien que des
études aient exclu une parenté génétique avec les chondrites ordinaires
ou avec l'astéroïde (433) Éros, avec lequel il a pu être dynamiquement
associé à la famille Maria.
Il pourrait exister plus de deux mille de
ces objets dont la taille dépasserait le kilomètre.
Dans la classification standard utilisée par le CNEOS/JPL et l'ESA, on
distingue quatre groupes orbitaux (sous-populations dynamiques) de géocroiseurs.
Les limites de ces groupes sont établies à partir du demi-grand axe a,
du périhélie q et de l'aphélie Q.
• Les
Apollos (ou Apollons) constituent les géocroiseurs dont le demi-grand
axe est supérieur à 1 unité astronomique (UA)
et dont le périhélie est inférieur à 1,017 UA, cette dernière valeur
correspondant approximativement à l'aphélie terrestre. Leur orbite est
donc, en moyenne, plus étendue que celle de la Terre, mais son excentricité
est suffisamment importante pour qu'elle puisse couper l'orbite terrestre.
Ils ont généralement une période orbitale supérieure à une année
sidérale. Leur nom vient de l'astéroïde 1862 Apollo, prototype de la
classe. D'un point de vue dynamique, les Apollos sont particulièrement
importants parce qu'ils occupent une région où les rencontres planétaires
et les résonances
gravitationnelles peuvent modifier fortement les paramètres orbitaux sur
des échelles de temps astronomiques. Le fait qu'un Apollo croise géométriquement
l'orbite de la Terre ne signifie cependant pas qu'il constitue une menace
immédiate : l'intersection des trajectoires héliocentriques ne suffit
pas à produire une rencontre, car les deux corps doivent également se
trouver au voisinage du point d'intersection au mĂŞme instant. La classe
Apollo est néanmoins très représentée dans les études de défense
planétaire, puisque ses membres peuvent avoir une MOID ( = Minimum
Orbit Intersection Distance) terrestre faible. La qualification de
PHA ( = Potentially Hazardous Asteroid) relève toutefois d'un autre
critère, fondé notamment sur la MOID et la magnitude absolue, et ne se
confond pas avec l'appartenance au groupe Apollo.
• Les Atens
(ou Atons) ont un demi-grand axe inférieur à 1 UA et un aphélie supérieur
à 0,983 UA, valeur correspondant approximativement au périhélie terrestre.
Leur période orbitale est donc inférieure à une année, mais leur orbite
peut croiser celle de la Terre. Ils se distinguent ainsi des Apollos non
pas simplement par le fait qu'ils croisent l'orbite terrestre, mais par
la position de leur demi-grand axe par rapport Ă celui de la Terre : les
Apollos ont a>1 UA, les Atens a<1 UA. La classe porte le nom de 2062
Aten. La dynamique des Atens est particulièrement intéressante parce
qu'ils passent une fraction importante de leur révolution à l'intérieur
de l'orbite terrestre. Cette géométrie orbitale a une conséquence observationnelle
majeure : ils sont souvent observables dans des configurations angulaires
proches du Soleil, ce qui complique leur détection par les relevés astronomiques
classiques. Les Atens illustrent donc très bien le lien entre dynamique
orbitale et biais observationnels : une population peut être sous-détectée
non parce qu'elle est intrinsèquement rare, mais parce que sa géométrie
la rend difficile Ă observer depuis la Terre.
• Les Amors
sont définis par un périhélie compris entre 1,017 et 1,3 UA. Leur orbite
reste donc extérieure à l'orbite terrestre : ils ne croisent pas actuellement
la trajectoire orbitale de la Terre selon la définition classique du groupe,
mais ils s'en approchent suffisamment pour être classés parmi les géocroiseurs.
Leur demi-grand axe est supérieur à 1 UA. Le groupe est nommé d'après
1221 Amor. La distinction entre Amor et Apollo est donc fondamentalement
une distinction de périhélie. Un Amor est un objet qui s'approche de
la région orbitale terrestre sans la couper; un Apollo possède un périhélie
suffisamment petit pour que son orbite traverse celle de la Terre. Cette
frontière n'est pas une frontière physique entre deux populations d'origine
différente. Elle est cinématique et conventionnelle. De plus, les perturbations
gravitationnelles planétaires peuvent faire évoluer progressivement l'orbite
d'un objet et donc le faire passer d'un groupe Ă un autre au cours de
son évolution dynamique.
• Les Atiras,
aussi appelés IEO (Inner-Earth Objects) ou Apohele, sont
les géocroiseurs dont l'orbite est entièrement contenue à l'intérieur
de celle de la Terre. Formellement, la définition usuelle est a<1 UA
et Q<0,983 UA. Ils ne peuvent donc pas croiser l'orbite terrestre dans
leur configuration orbitale actuelle. Le groupe est nommé d'après 163693
Atira. Les Atiras sont particulièrement importants pour l'observation
des géocroiseurs. Puisqu'ils restent toujours à l'intérieur de l'orbite
terrestre, leur distance angulaire au Soleil est souvent faible vue depuis
notre planète. Ils sont donc fréquemment noyés dans la lumière solaire
et la luminosité du ciel crépusculaire, ce qui crée un biais de découverte
majeur. La population connue est ainsi fortement dépendante des programmes
capables d'observer les régions du ciel proches du Soleil. Cette difficulté
explique aussi pourquoi l'étude des Atiras a un intérêt particulier
pour la complétude des inventaires de géocroiseurs.
On peut résumer la
logique orbitale des quatre groupes ainsi : les Amors sont à l'extérieur
de l'orbite terrestre et ne la croisent pas; les Apollos ont a>1 UA et
croisent l'orbite terrestre; les Atens ont a<1 UA mais peuvent également
la croiser; les Atiras restent entièrement à l'intérieur de l'orbite
terrestre. Les frontières numériques (0,983 UA et 1,017 UA) correspondent
aux distances périhélique et aphélique de la Terre dans la convention
utilisée pour la classification.
La littérature scientifique
utilise aussi des sous-populations dynamiques plus spécialisées. La plus
notable est celle des Vatiras : il s'agit d'astéroïdes dont l'orbite
est entièrement intérieure à celle de Vénus, donc avec un aphélie
inférieur à environ 0,718 UA. Le premier objet connu sur une telle orbite,
2020 AV2, a été découvert en 2020. Les Vatiras
sont généralement considérés comme une classe dynamique plus fine,
proposée dans le prolongement de la classification des géocroiseurs,
plutôt que comme un cinquième groupe universellement intégré aux quatre
catégories opérationnelles standard du CNEOS.
Il existe également
des classes dynamiques particulières de géocroiseurs, par exemple des
objets coorbitaux de la Terre (troyens, quasi-satellites
ou objets sur orbites en fer Ă cheval) ainsi que des sous-populations
définies par des résonances ou par une dynamique particulière. Mais
ces catégories ne remplacent pas la classification Atira-Aten-Apollo-Amor
: elles décrivent un autre aspect de la dynamique orbitale. Enfin, il
faut distinguer ces groupes de véritables familles génétiques d'astéroïdes
: la recherche d'une famille génétiquement liée parmi les géocroiseurs
n'a pas, historiquement, établi une famille de géocroiseurs comparable
aux grandes familles de la ceinture principale avec le même degré de
robustesse statistique. |
|