JOURNÉE INTERNATIONALE DES ASTÉROÏDES 

Compte rendu de la conférence du 30 juin 2018

De gauche à droite : Anny-Chantal Levasseur-Regourd, Sonia Fornasier, Daniel Hestroffer, Brigitte Zanda, Antonella Barucci, Jean-Pierre Martin.

La troisième Journée internationale des astéroïdes a eu lieu le samedi 30 juin. À l’occasion de cet évènement, l’Observatoire de Paris et la Société astronomique de France ont organisé une conférence avec la participation de plusieurs spécialistes qui ont fait le point sur les missions en cours et la caractérisation des différents astéroïdes. Après une introduction par Jean-Pierre Martin de la SAF, voici ce que les experts ont dit sur les astéroïdes :

Pourquoi une Journée des astéroïdes ? Par Daniel Hestroffer (IMCCE, Observatoire de Paris)
Daniel nous explique pourquoi le 30 juin est la Journée internationale des astéroïdes. En fait, tout vient du 30 Juin 1908, date de l’évènement de la Tunguska en Sibérie, où un astéroïde énorme (de l’ordre de 50m) a explosé au-dessus de ce coin désert de Sibérie. Cette lueur a été vue jusqu’en Europe occidentale et détectée par les sismographes. La première expédition vers ce lieu n’a eu lieu qu’en 1927. Des mystères entourent toujours cet évènement, on ne sait pas exactement ce qui a causé cette explosion : astéroïde, comète, autre… Où est le cratère d’impact ? De façon générale parmi les astéroïdes, il en est certains, qui peuvent croiser l’orbite de la Terre, ce sont les Géocroiseurs et parmi ceux-ci, les plus potentiellement dangereux, les PHA : Potentially Hazardous Asteroids. Ils sont plutôt gros (une centaine de m) et proches de la Terre (< 0,5UA). Ils sont donc à surveiller. Mais il y a des astéroïdes que l’on ne voit pas arriver ou trop tard, comme le célèbre astéroïde de Tcheliabinsk. On a d’ailleurs retrouvé des gros morceaux. Il y a eu beaucoup de blessés, non pas à cause de l’astéroïde lui-même mais à cause de l’effet de souffle qui a cassé toutes les vitres. Heureusement, il y a des astéroïdes que l’on peut détecter avant leur arrivée. Ce sont les plus nombreux. Les risques existant, il faut s’en préoccuper et donc développer des programmes de recherche et de destruction éventuelle. C’est le cas du programme européen NEOShield. Plusieurs méthodes de déviations d’astéroïdes sont développées par ce programme. Portraits d’astéroïdes. Par Sonia Fornasier (LESIA , Observatoire de Paris)
Tout a commencé en 1801 avec la découverte de Cérès par l’abbé Piazzi. On cherchait à savoir si dans cet immense vide entre Mars et Jupiter il n’y avait pas une planète encore non détectée. Ce fut le début d’une traque qui continue toujours. À ce jour, on a découvert plus de 700 000 astéroïdes de différentes compositions.
La masse totale des astéroïdes de la ceinture principale est évaluée à 0,05% de la masse de notre Terre. Le plus gros est Cérès (950km de diamètre), puis Vesta (530km).
Ce sont les restes de matière qui n’ont jamais pu former une vraie planète : principalement rocheux (comme le manteau terrestre), certains ferreux comme le noyau terrestre pour ceux qui commençaient à se différencier et toutes les combinaisons entre les deux, à la suite de multiples collisions depuis des milliards d’années.
L’étude spectrographique a permis de déterminer trois grandes familles à première vue (en fait un peu plus complexe)
Les astéroïdes les plus primitifs sont du type carboné (C), ils correspondent à la composition du Système Solaire primitif.
Parmi tous ces astéroïdes, comme déjà dit, la catégorie des géocroiseurs (NEA Near Earth Astreroids ou NEO Near Earth Objects) représentent une population proche des 100 millions d’objets pour une taille supérieure à 10 m et près d’un millier de taille kilométrique.
Les plus dangereux, les PHA (Potentially Hazardous Asteroids) sont ceux de taille supérieure à 140 m et orbitant proche de la Terre.
Le problème avec les géocroiseurs est que la plupart d’entre eux ont une taille entre 30 m et 300 m, donc difficiles à découvrir.
Un corps de 1km a une probabilité de nous frapper en moyenne tous les 500 000 ans, un corps de 10km tous les 10 millions d’années etc.. Le dernier impact connu : Meteor Crater (1 200 m) en Arizona par un projectile de seulement 50 m de diamètre.
Des missions ont été envoyées vers les astéroïdes et d’autres sont en cours comme : NEAR (vers Éros), Hayabusa (vers Itokawa avec retour d’échantillons), Dawn (vers Vesta et Cérès). Récentes : Osiris Rex (vers Bennu), Hayabusa 2.

Liens entre astéroïdes et météorites. Par Brigitte Zanda (IMPMC, MNHN)
Les impacts de météorites sont les témoins de la formation du Système Solaire. Ils sont beaucoup plus visibles sur la Lune qui ne possède pas d’atmosphère que sur Terre, où ils ont été estompés par la végétation et l’évolution géologique. Il y a 1 100 chutes de météorites enregistrées dans le monde. En France même : 47 chutes au 19ème siècle, 8 chutes au 20ème.
On trouve 70% des météorites en Antarctique et 25% dans les déserts, notamment dans le désert de l’Atacama au Chili.
Le réseau FRIPON est un réseau de caméras couvrant le territoire, une centaine au minimum. Il permet de déterminer avec précision l’orbite de chaque objet entrant dans l’atmosphère, cela permettant de remonter à l’origine du météore et devrait aussi permettre d’affiner la localisation de l’endroit de la chute, afin de  recueillir des fragments.
La détermination de la vitesse du bolide est essentielle pour déterminer son origine dans le Système Solaire. Cette vitesse est mesurée par écho Doppler par radio.
À l’intérieur même du système FRIPON, il existe le projet Vigie Ciel, c’est un programme de science participative porté par le Muséum national d’Histoire naturelle. Il est financé par l’ANRU (Agence nationale de Rénovation Urbaine). Il repose sur un site web participatif et un réseau humain de correspondants régionaux pédagogiques et académiques. Il permet la recherche coordonnée sur le terrain de météorites.

À la recherche des origines : Osiris – Rex et Hayabusa 2. Par Antonella Barucci (LESIA,  Observatoire de Paris)
La connaissance des astéroïdes est fondamentale pour :

  • connaître l’origine du Système Solaire et
  • connaître l’origine de la vie sur Terre
  • protéger la Terre contre certaines menaces venant d’astéroïdes dangereux.

Deux missions très importantes concernant les astéroïdes et des retours d’échantillons sont en cours en ce moment. Ce sont :

  • La mission japonaise Hayabusa 2 vers l’astéroïde Ryugu
  • La mission Osiris-Rex de la NASA vers Bennu

La mission Hayabusa 2 vers Ryugu
La cible : l’astéroïde 1999 JU3 ou Ryugu. Son avantage, c’est un astéroïde primitif, datant de la formation du système solaire. Il devrait contenir des molécules organiques. Il devrait être atteint en 2018.
Le plan de mission : Il est prévu de prélever des échantillons du sol en plusieurs étapes. Elle doit aussi déposer à la surface un instrument développé par le CNES et la DLR, MASCOT.  MASCOT est un atterrisseur de 10 kg doté d’un mécanisme de mobilité qui lui permettra de visiter 3 sites sur l’astéroïde. Sa durée de vie est limitée par ses batteries primaires, unique source d’énergie pour 12 heures de mission.
D’après les dernières données (on est maintenant très près de Ryugu), on estime sa dimension à 850 m. La surface est très sombre comme pour tous les astéroïdes carbonés de ce type.
La forme de Ryugu peut surprendre, il ressemble à un dé de forme bizarre. Il tourne sur lui-même relativement lentement (un peu plus de 7 heures). De plus, la répartition des roches au sol semble aussi assez régulière. Les scientifiques pensent qu’il aurait été ralenti dans le passé, et se demandent si tout cela ne serait pas dû à l’effet Yarkovsky ou effet YORP. L’effet YORP peut provoquer le ralentissement de la rotation de petits corps.
La mission Osiris-Rex vers Bennu
La cible : 101955 Bennu ou 1999 RQ36. C’est un astéroïde découvert en 1999 de dimension approximative 500m et dont la période orbitale de 1,2 ans (436 jours). C’est peut-être un fragment d’un astéroïde plus gros.
C’est un géocroiseur, c’est-à-dire qu’il peut couper l’orbite terrestre, il fait partie de la famille des Apollo (astéroïdes dont leur demi-grand axe est strictement supérieur à 1 UA et leur périhélie inférieur à 1,017 UA) ; il y en a plusieurs milliers de répertoriés. Il frôle la Terre tous les 6 ans en moyenne, un impact est donc possible au XXIème siècle.
C’est donc un astéroïde potentiellement dangereux.
Le but de cette mission est multiple :

  • Ramener sur Terre un échantillon caractéristique de la surface (entre 60g et 2kg)
  • Cartographier la surface au point de vue chimique et minéralogique
  • Documenter avec le plus de détails possibles du site de prélèvement
  • Mesurer l’effet des variations d’orbite non gravitationnelles (effet Yarkovsky)
  • Déterminer les caractéristiques complètes de cet astéroïde afin de pouvoir comparer avec les observations terrestres

Les dernières informations communiquées par A. Barucci sur Bennu :

  • Taille 490m +/- 20m
  • Forme sphéroïdale
  • Période de rotation 4,3 heures
  • Densité 1,26
  • Albedo : 0,045
  • Type spectral : B (subdivision du type C)

L’ensemble pour le prélèvement et le retour d’échantillons sur Terre comprend deux instruments très perfectionnés. L’approche va se faire à vitesse relative très lente : 10 cm/s et en s’adaptant exactement à la période de rotation de Bennu. Le problème posé par la collecte en gravité extrêmement faible est le fait que dès que l’on y touche, tout s’envole, il y a dispersion, il faut pouvoir rendre compact l’ensemble à prélever.

Analogies potentielles entre comètes et astéroïdes, mission Rosetta. Par Anny-Chantal Levasseur-Regourd (Professeure émérite Sorbonne Universités, astrophysicienne au LATMOS).
Concernant la mission Rosetta sur la comète Churyumov-Gerasimenko ou 67P, il faut constater les remarquables propriétés des poussières éjectées :

  • Une abondance de composés organiques (C,H,O,N) et notamment de molécules complexes.
  • La structure est en « agrégats », c’est-à-dire des grains plus ou moins poreux, provenant probablement de la périphérie du disque protosolaire.
  • Structure hiérarchique avec dimension fractale.

Analogies entre comètes et astéroïdes : Sont-ils de vrais faux amis ? questionne Anny-Chantal Levasseur-Regourd. Par exemple : P/2010 A2, corps d’une centaine de mètres qui fut découvert dans la ceinture d’astéroïdes comme comète (par LINEAR en Janv 2010) car accompagné d’une queue. Malgré sa ressemblance avec une comète, on remarqua :

  • Une trainée de poussières probablement due à un impact avec un astéroïde.
  • Des débris de l’ordre de centaines de mètres.

Cela amena les scientifiques (et notamment le célèbre D. Jewitt d’Hawaï) à penser que P/2010-A2 est le résultat d’un choc récent (2009 ?) entre deux astéroïdes. Rosetta a confirmé plus tard cette hypothèse.
Autre exemple : l’astéroïde 3200 Phaéton, géocroiseur de quelques km, découvert par le satellite IRAS en 1983.
Il fait partie de la catégorie des astéroïdes potentiellement dangereux. Mais il possède des caractéristiques qui font douter de sa nature exacte :

  • Il a une orbite de type cométaire périhélie : 0,14 UA et aphélie : 2,4 UA
  • Ce serait un corps parent des Géminides à qui il donne naissance de la pluie de météorites de même nom
  • Son noyau est de type cométaire sombre.

Bref est-ce une comète dormante ? Une vielle comète ?
Les poussières cométaires qui s’échappent des surfaces et sous surfaces des noyaux cométaires, devraient nous aider à mieux comprendre l’origine du système solaire. Elles auraient pu apporter sur terre des molécules complexes. Ces poussières sont repoussées par la pression de radiation solaire. C’est cette pression qui donne le superbe aspect des queues de comètes, comme par exemple celle de Mc Naught.
Les poussières cosmiques dans l’environnement terrestre sont aussi appelées par leur acronyme anglais IDP (Interplanetary Dust Particles). Ces poussières cosmiques sont présentes dans l’espace, elles sont généralement de taille de l’ordre de la centaine de microns.
On a collecté des poussières extraterrestres depuis les différentes stations spatiales (Skylab, Saliut, Mir etc..) et aussi avec le satellite LDEF.
On a aussi collecté de telles poussières à partir d’avions volant à très haute altitude.
Ces particules recueillies peuvent être classées en différentes catégories :

  • particules non chondritiques provenant d’objets différentiés comme des planètes ou astéroïdes
  • particules chondritiques qui sont les plus primitives
  • parmi ces dernières, on a des particules de type agrégats riches en silicates et organiques, elles sont d’origine cométaire (voir les échantillons recueillis par Stardust).

Cet article est basé sur le compte rendu détaillé de Jean-Pierre Martin, disponible ICI.