Un groupe mystérieux d’astéroïdes frôle le cœur du système solaire, se cachant dans la lumière du soleil et s’approchant occasionnellement d’une planète rocheuse. La plus connue de ces excentriques est peut-être une roche cosmique découverte il y a seulement deux ans et connue sous le nom de ꞌAylóꞌchaxnim, qui signifie “Vénus fille” en anglais. la langue du peuple indigène Pauma de Californie.
En tant que seul astéroïde connu qui vit entièrement dans l’orbite de Vénus, ꞌAylóꞌchaxnim représente une population largement invisible de roches spatiales, qui pourrait menacer la vie telle que nous la connaissons.
Les astronomes estiment avoir trouvé la majorité des astéroïdes potentiellement dangereux qui existent principalement au-delà de l’orbite de notre planète. Mais repérer les astéroïdes internes est délicat car du point de vue de la Terre, ils vivent leur vie enveloppés de rayons de soleil, cachés derrière un rideau de lumière solaire que les télescopes ne peuvent pas percer. Pourtant, ces dernières années, les astronomes ont commencé à arracher ces rochers à l’éblouissement en recherchant leurs signatures légèrement brillantes alors que le soleil se repose juste en dessous de l’horizon.
La plupart des astéroïdes proches de la Terre sur des orbites aussi étroites auront des durées de vie limitées dans le système solaire interne. Ils sont destinés à entrer en collision avec des planètes, à succomber au soleil brûlant ou à être projetés vers l’extérieur. Et certains membres de cette population mal étudiée peuvent être dangereux.
“Ils passent beaucoup de temps à l’intérieur de la Terre, mais beaucoup d’entre eux peuvent traverser – et traverseront – l’orbite terrestre, ce qui les rend dangereux”, explique Scott Shepardun astronome de la Carnegie Institution for Science qui a récemment écrit un article sur ces astéroïdes dans la revue La science.
“Mais ils viendraient du côté jour, donc vous ne les verriez jamais venir.”
Astéroïdes du crépuscule
Ces astéroïdes rares sont classés selon leur lieu d’existence par rapport aux orbites planétaires. Les Atiras ont des orbites à l’intérieur de la Terre, tandis que les Vatiras orbitent plus près du soleil que Vénus. Une classe hypothétique appelée les Vulcanoïdes peut même exister entièrement dans l’orbite de Mercure.
Pour trouver et étudier ces astéroïdes, les astronomes doivent adopter une approche peu conventionnelle : au lieu de pointer leurs télescopes vers les zones les plus sombres du ciel nocturne, comme ils le feraient pour les astéroïdes extérieurs, les équipes pointent leurs instruments vers l’horizon à l’aube et au crépuscule, lorsque le soleil est juste hors de vue. Pendant 10 ou 20 minutes, les télescopes regardent dans le crépuscule, à la recherche de minuscules piqûres d’épingle lumineuses en mouvement.
«Ce sont des observations assez difficiles à faire car il se passe beaucoup de choses», dit Sheppard. “Vous devez observer juste au coucher du soleil, pour que le ciel soit encore très lumineux… et puis le télescope doit pointer très bas sur l’horizon, donc vous traversez une grande partie de l’atmosphère terrestre.”
Tout cet air brouille les images, ce qui signifie qu’il est plus difficile de résoudre la faible lueur d’une roche spatiale éclairée par le soleil. De plus, le mauvais temps peut facilement oblitérer ces brèves fenêtres d’observation.
Pourtant, les astronomes utilisant deux télescopes sont activement à la chasse. L’équipe de Sheppard recherche en utilisant le Caméra à énergie noire à Cerro Tololo, Chili. Une autre équipe utilise celle de Caltech Installation transitoire de Zwicky (ZTF), situé à l’observatoire Palomar près de San Diego, en Californie. Le télescope chilien de 13 pieds est plus grand et peut repérer des objets plus faibles que ZTF, mais son champ de vision est plus étroit. À l’inverse, le télescope de 48 pouces de ZTF est plus petit, mais il surveille l’ensemble du ciel visible chaque nuit, à la recherche de tout objet dont la luminosité fluctue.
« C’est un excellent moteur de découverte. Le nombre d’alertes au cours d’une nuit d’observation donnée est de dizaines de milliers, voire de centaines de milliers », explique Caltech. George Hélou, membre de l’équipe ZTF. “Notre champ de vision est si large que pendant ces 20 minutes de crépuscule, nous pouvons couvrir une bonne partie du ciel, si le temps le permet et si l’atmosphère le permet.”
Jusqu’à présent, dit Helou, ZTF a repéré une poignée d’astéroïdes Atira à l’intérieur de l’orbite terrestre. Il a également découvert un certain nombre d’astéroïdes sur des chemins traversant la Terre, environ un par semaine. Certains se rapprochent de nous plus que la lune, mais aucun n’est assez grand ou assez proche pour être préoccupant.
La plupart d’entre eux sont de taille intermédiaire, dit Helou, entre le roche spatiale d’environ 60 pieds de large qui a brisé des fenêtres et endommagé des bâtiments quand il a explosé au-dessus de Tcheliabinsk, en Russieen 2013, et le rocher beaucoup plus gros qui a aplati 830 miles carrés de forêts quand il a explosé à Tunguska, en Russieen 1908.
“C’est la bonne nouvelle”, dit Helou à propos des objets trouvés par ZTF. “Tunguska devient inquiétant, mais la plupart de nos découvertes sont plus petites que cela.”
Mais de loin, la star de la recherche crépusculaire de ZTF à ce jour a été ꞌAylóꞌchaxnim, le premier Vatira connu.
Roches spatiales record
Repéré au début de 2020, ꞌAylóꞌchaxnim mesure un peu moins d’un mile de large – assez grand pour donner un coup de poing douloureux s’il s’écrase un jour sur une planète. Ce qui, disent les astronomes, sera probablement le cas.
“Il va très probablement frapper Vénus à l’avenir”, déclare l’Université de Washington. Sarah Green Streetqui modelé un avenir pour ꞌAylóꞌchaxnim dans le cadre d’elle études des origines et le destin de ces astéroïdes intérieurs.
Selon les modèles de Greenstreet, ainsi que d’autres, le scénario le plus probable est que ꞌAylóꞌchaxnim s’emmêle avec Vénus au cours des prochains millions d’années. Alors qu’il tourne autour du soleil, le corps rocheux est secoué par la gravité de Mercure et par la lumière du soleil elle-même, qui peuvent tous deux perturber son orbite, le poussant doucement vers l’extérieur et sur une trajectoire de collision avec Le monde sœur infernal de la Terre.
Un petit rocher connu sous le nom de 2020 PH27 pourrait également être destiné à entrer en collision avec Vénus. Environ un demi-mile de large, 2020 PH27 est l’un des trois astéroïdes crépusculaires repérés par Sheppard et ses collègues. Il vole plus près du soleil que tout autre astéroïde connu, faisant une boucle dans l’orbite de Mercure. Mais l’orbite de 2020 PH27 est si allongée qu’elle oscille également plus loin que Vénus, ce qui en fait un membre de la classe d’astéroïdes Atira.
Comme ꞌAylóꞌchaxnim, 2020 PH27 est bousculé par les interactions gravitationnelles avec les planètes intérieures, et en absorbant et en émettant la lumière du soleil lors de sa rotation. Les modèles de Sheppard prédisent une rencontre rapprochée avec Vénus dans environ mille ans, bien qu’il ne puisse pas dire comment l’orbite de l’astéroïde sera modifiée par cette interaction.
“Les astéroïdes de cette partie du système solaire ont en fait des vies assez chaotiques”, déclare Greenstreet. “Ils sont bousculés et dispersés assez souvent.”
Cette complexité est l’une des raisons pour lesquelles les scientifiques pensent qu’il est important d’étudier ces petits corps. Mais il en va de même pour comprendre comment ils se sont retrouvés près du soleil en premier lieu.
Enfiler l’aiguille
La plupart des scientifiques soupçonnent que ces objets rasant le soleil proviennent de la ceinture principale d’astéroïdes, l’anneau de gravats éparpillé entre Mars et Jupiter. À partir de là, cependant, il n’est pas facile pour un rocher de courir le gant et de se retrouver si près du soleil.
“Vous devez avoir beaucoup d’interactions très fortuites pour entrer dans cette partie du système solaire – c’est une chose vraiment délicate à faire”, déclare Greenstreet. “C’est un long voyage.”
Les interactions gravitationnelles avec Jupiter peuvent pousser ces objets vers l’intérieur ou vers l’extérieur. Ceux qui sont heurtés vers l’intérieur rencontrent ensuite Mars, ce qui peut pousser davantage les astéroïdes sur une trajectoire en spirale vers le soleil, bien que ce résultat soit considéré comme assez rare.
“L’interaction la plus probable avec Mars est que vous allez être projeté vers l’extérieur, puis vous interagirez probablement avec Jupiter, et vous serez essentiellement éjecté du système solaire ou entrerez en collision avec l’une des planètes”, explique Sheppard. “Donc, être poussé vers l’extérieur est un résultat probable, et une fois que vous interagissez avec Jupiter, le jeu est terminé, vous êtes vraiment secoué.”
Mais à moins que ces astéroïdes crépusculaires ne proviennent d’une population invisible de Vulcanoïdes, ils ont tous enfilé cette improbable aiguille gravitationnelle. Comprendre combien de ces objets survivent à ce voyage est crucial pour quantifier le risque qu’ils pourraient représenter pour la Terre.
Pour l’instant, les scientifiques soupçonnent qu’il y a moins de deux douzaines d’astéroïdes crépusculaires d’au moins 0,6 mile de large – assez grands pour dévaster tout un continent – sur des orbites traversant la Terre. 2020 PH7 en fait partie, et Sheppard dit que nous en connaissons environ une demi-douzaine d’autres. Une poignée beaucoup plus petite d’objets de taille similaire peut orbiter à l’intérieur de Vénus, bien que ꞌAylóꞌchaxnim soit le seul qui ait été découvert. Et il y a probablement beaucoup plus de roches spatiales plus petites qui seront plus difficiles à trouver, mais qui ne posent pas de risques existentiels à l’échelle planétaire.
Il n’est pas surprenant que les scientifiques aient trouvé ꞌAylóꞌchaxnim en premier, dit Greenstreet, car il est si grand. “Mais parce qu’il a été trouvé relativement rapidement lorsque les relevés au télescope ont commencé à regarder dans cette partie du ciel, c’est aussi une indication qu’il pourrait en fait y avoir plus de ces objets que prévu”, note-t-elle.
Les scientifiques continueront à regarder dans le crépuscule avec ZTF et le télescope chilien, à la recherche des faibles scintillements qui trahissent la présence d’un astéroïde. Sheppard et son équipe utilisent également un autre télescope pour caractériser ces objets et en savoir plus sur leur composition. Et Greenstreet et ses collègues espèrent que le Observatoire Vera Rubinqui est actuellement en construction au Chili, en dévoilera encore plus.
La NASA prévoit également un télescope spatial spécialement conçu pour rechercher des objets proches de la Terre, appelé le Géomètre NEO. Peut-être lancé d’ici la fin des années 2020, cet instrument sera capable de regarder dans l’espace près de notre soleil et de repérer plus d’astéroïdes intérieurs, en gardant un œil encore plus attentif sur les cieux que nos télescopes terrestres et en s’assurant que rien ne glisse à travers l’éblouissement et nous surprend.
