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Jan 30 2015

Astéroïdes: Qui sont-ils ?

Qu’est-ce qu’un astéroïde ?

Astéroïde géocroiseur 433 Eros

Astéroïde géocroiseur 433 Eros

Même si le sujet est d’actualité, il n’a cependant jamais cessé de peupler les romans, les livres d’histoire et le cinéma depuis des années. Mais si tout le monde connait parfaitement ce terme, tout le monde ne sait pas forcément qui ils sont vraiment et pourquoi peuvent-ils soudainement devenir un danger.

Un astéroïde est un objet composé de roche, de métaux et de glace, voyageant au sein de notre système solaire. Ils sont souvent de forme irrégulière, car de petite taille (de quelques mètres à plusieurs centaines de kilomètres pour les plus gros) et donc de faible masse. Cette dernière étant insuffisante pour générer une gravité suffisamment puissante pour lui donner l’aspect sphérique des planètes ou des grands satellites naturels.

Ce sont des corps froids et inertes, ils sont en quelques sortes les résidus du chantier de construction du système solaire, et restent, pour la plupart, piégés en orbite héliocentrique (c’est à dire, autour du Soleil).

Où habitent-ils ?

Représentation de la ceinture d'astéroïdes, et des astéroïdes troyens.

Représentation de la ceinture d’astéroïdes, et des astéroïdes troyens.

La grand majorité d’entre vous ont déjà entendus parler de la « Grande ceinture d’astéroïdes » ou bien encore de la « Ceinture principale d’astéroïdes ». C’est à cet endroit que se trouvent une grande partie des astéroïdes connu actuellement, plus de 500’000, et qui se situe juste entre les orbites de Mars et Jupiter (voir schéma ci-contre). Parmi ces objets, certains peuvent être très massifs comme par exemple Cérès qui, malgré son statut de planète naine avec ses 900 kilomètres de diamètre, n’en reste pas moins considérée comme un astéroïde.

Mais on peut aussi en trouver dans de nombreux autres endroits du système solaire.

Un groupe non négligeable d’entre-eux se trouvent sur la même orbite que la planète Jupiter, la précédant ou la suivant dans son périple autour du Soleil. Ce groupe particulier porte un nom: Les astéroïdes Troyens

Aujourd’hui, on compte environ 5’000 Troyens dans notre système solaire, mais pas seulement pour Jupiter. Par analogie, ce terme désigne aujourd’hui n’importe quel astéroïde dont l’orbite est en résonance avec celui d’une planète. Mais Jupiter en reste la plus grande représentante, si bien qu’en règle générale lorsque le terme « Troyen » est utilisé, il concerne Jupiter. Si l’on veut designer ceux d’une autre planète, on ajoutera son nom en plus: « Troyen de Mars » par exemple.

J’entends venir la question, s’ils sont sur la même orbite que Jupiter mais de masse différente, pourquoi ne finissent-ils pas par s’y écraser ? C’est effectivement ce qu’il s’est produit, la majorité d’entre-eux ont finis engloutis par l’atmosphère étouffante de la planète géante. Mais deux petits groupes ont échappés au massacre. Pourquoi ? Parce qu’ils se situent aux

Comparaison de taille entre Cérès, Pluton et la Lune. Crédit: NASA

Comparaison de taille entre Cérès, Pluton et la Lune.
Crédit: NASA

deux points de Lagrange (L4 et L5) de l’orbite de Jupiter. Ces deux points se trouvent exactement à 60° de Jupiter par rapport au Soleil. Ils sont très particuliers, car c’est en cet endroit précis que les forces gravitationnelles du Soleil et de Jupiter sont en parfait équilibre, offrant un point sur lequel l’orbite d’un objet est parfaitement stable et accompagne exactement la rotation de la planète.

Si l’on s’éloigne encore un peu, et que l’on franchi l’orbite de Neptune, qui se situe à environ 4,5 milliards de kilomètres du Soleil (la Terre, elle, se situe à 150 millions de kilomètres du Soleil), on atteint une autre zone intéressante: la Ceinture de Kuiper.

Dans cette zone très lointaine, les astéroïdes seront moins fournis en matériaux lourds tels que les métaux qui ont eu tendance à se regrouper plus près du Soleil lors de la formation du système solaire, et seront alors majoritairement composés de glace d’eau ou de matériaux légers gelés. Cette zone est très vaste et compte également quelques corps relativement massifs comme Pluton et Eris par exemple.

Astéroïde, météorite, météore, même combat ? Oui et non !

Oui dans l’absolu, et non d’un point de vue sémantique. Tant que cet objet est en train de voyager dans l’espace, on utilisera le terme d’astéroïde. Mais si ce dernier est un géocroiseur, et à le malheur de pénétrer notre atmosphère, il prendra le nom de météore. Enfin il lui faudra terminer son voyage en s’écrasant sur le sol terrestre pour qu’il devienne « digne » de la dénomination de météorite. Ces trois termes désignent donc bel et bien un même type d’objet mais dans un contexte différent.

Mais si ils sont en orbite héliocentrique, comment peuvent-ils s’écraser sur Terre ?

Effectivement, si l’on considère que l’orbite de la Terre et l’orbite de la ceinture principale d’astéroïdes sont deux cercles concentriques, cela parait difficile à envisager. Mais la réalité est beaucoup moins générale.

Orbite des différents groupes d'astéroïdes géocroiseurs. (En rouge l'orbite de Mars, en bleu foncé celle de la Terre) Crédit: ESA

Orbite des différents groupes d’astéroïdes géocroiseurs. (En rouge l’orbite de Mars, en bleu foncé celle de la Terre)
Crédit: ESA

Une grande partie des habitants de la ceinture principale ont une orbite héliocentrique qui ne frôle ou ne coupe jamais celle que suit la Terre, ils présentent donc très peu de risques. Mais certains d’entre-eux sont sur une orbite légèrement différente et posent plus de problèmes. Il arrive également que certains astéroïdes soient éjectés de leur orbite habituelle par une collision avec l’un de ses voisin, ou encore le passage d’un autre objet céleste comme une comète par exemple.

Parmi ces objets à l’orbite préoccupante, on distingue également plusieurs groupes qui suivent plus ou moins la même trajectoire: les Atens, les Apollons et les Amors.

A cause de leur orbite excentrique, ces objets peuvent être amenés à s’approcher ou même à croiser celle de la Terre. De même, leur trajectoire peut également être influencée par la gravité terrestre ou martienne, si bien qu’à leur prochain passage, ils pourraient emprunter une trajectoire différente et donc représenter un nouveau risque.

Ils sont régulièrement recensés par les agences spatiales, et leur niveau de dangerosité est fréquemment remis à jour par les observations. Il serait utopique de penser que l’on puisse tous les répertorier et les surveiller, mais de grands programmes internationaux tentent malgré tout de s’approcher au maximum de ce but.

Une quantité énorme de ressources presque à notre portée

Exploitation minière des astéroïdes Crédit: Bryan Versteeg / Spacehabs.com

Exploitation minière des astéroïdes
Crédit: Bryan Versteeg / Spacehabs.com

Les astéroïdes ne sont pas seulement des objets inertes et dangereux, si on les observe avec un autre regard, ils pourraient au contraire se transformer en véritables trésors. Même si l’on se trouve à la frontière entre la science-fiction et la réalité, il est d’ores et déjà prévu une exploitation minière des astéroïdes géocroiseurs d’ici une dizaine d’années. Plusieurs entreprises américaines comme Deep Space Industries ou Planetary Ressources sont actuellement en train de le préparer.

La quantité de métaux que renferment ces objets est énorme, et l’exploitation d’un petit objet de quelques kilomètres seulement serait très rentable pour une compagnie qui serait en mesure de l’assurer technologiquement.

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