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astéroïde

Astéroïdes
Astéroïdes

Petit corps rocheux ou métallique, de forme généralement irrégulière, qui gravite autour du Soleil. (Les astéroïdes se rencontrent principalement entre l'orbite de Mars et celle de Jupiter [ceinture principale d'astéroïdes] et au-delà de Neptune [ceinture de Kuiper].) [Synonymes vieillis : petite planète, planétoïde.]

Données générales

Le premier astéroïde, Cérès, a été découvert le 1er janvier 1801, à Palerme, par le père G. Piazzi. À présent, plus de 140 000, dont l'orbite a pu être calculée avec précision, sont numérotés, et l'on en découvre chaque année des milliers de nouveaux spécimens, grâce notamment à des télescopes automatisés dédiés à la recherche de ces objets célestes (programme américain LINEAR [Lincoln Near-Earth Asteroid Research]). Selon certaines estimations, il en existerait environ un million d'un diamètre supérieur ou égal au kilomètre. La plupart ont une forme irrégulière, que révèlent leurs fluctuations périodiques d'éclat, et se concentrent entre l'orbite de Mars et celle de Jupiter, à des distances moyennes du Soleil comprises entre 2,08 et 3,58 unités astronomiques (soit 311 millions et 535 millions de kilomètres environ). Dans l'anneau ainsi formé (auquel on donne le nom de ceinture principale d'astéroïdes), quelques centaines d'astéroïdes seulement ont un diamètre supérieur à 100 km, les trois plus gros étant Cérès (classé aujourd’hui comme planète naine, 930 km de diamètre), Pallas (530 km) et Vesta (510 km). Certaines régions de la ceinture principale d'astéroïdes, appelées lacunes de Kirkwood (du nom de l'Américain D. Kirkwood qui a, le premier, expliqué leur présence, en 1866), apparaissent quasiment vides parce qu'elles correspondent à des zones de résonance gravitationnelle où la puissante attraction de Jupiter interdit aux astéroïdes de se maintenir. On a mis aussi en évidence des familles d'astéroïdes décrivant pratiquement la même orbite et qui résultent vraisemblablement de la fragmentation d'un objet unique dont le diamètre pouvait atteindre 200 à 300 km.

De nombreuses techniques (photométrie, polarimétrie, spectrographie, radiométrie infrarouge, échos radar, etc.) sont mises en œuvre pour étudier les caractéristiques physico-chimiques des astéroïdes. Elles ont conduit à distinguer plusieurs variétés d'astéroïdes, d'après leurs propriétés spectrales et de réflectivité. Les trois principaux types sont respectivement désignés par les lettres C (carboné), S (silicaté) et M (métallique).

Au xixe s., l'Allemand W. Olbers émit l'hypothèse que les astéroïdes sont les débris d'une planète importante qui aurait explosé après sa formation pour des raisons inconnues. Les spécialistes considèrent plutôt aujourd'hui que ce sont des condensations de la nébuleuse d'où est issu le système solaire qui n'ont pas réussi à s'agglomérer en une planète en raison des perturbations gravitationnelles engendrées par Jupiter. À l'échelle des temps astronomiques, les astéroïdes subissent de très nombreuses collisions : ce sont les corps parents d'une grande partie des météorites (hormis celles qui proviennent de Mars ou de la Lune ou de comètes). Malgré leurs faibles dimensions, certains astéroïdes possèdent un satellite : ainsi, lors de son survol de l'astéroïde Ida (53 × 24 km) en 1993, la sonde américaine Galileo en a pris des photographies montrant à proximité de cet objet un minuscule satellite, Dactyle (1,5 km environ).

Astéroïdes particuliers

Certains astéroïdes décrivent des orbites très allongées et s'écartent notablement de la ceinture principale. On en connaît, par exemple, qui peuvent s'approcher très près de la Terre (NEA, Near-Earth Asteroids) et sont donc potentiellement dangereux. Parmi ceux-ci, les plus menaçants sont ceux qui peuvent frôler notre planète à moins de 0,100 ua (1,496 million de kilomètres) [EGA, Earth-Grazing Asteroids] ; on en distingue trois familles, désignées chacune par le nom d'un astéroïde-type : les Aten (qui circulent principalement à l'intérieur de l'orbite terrestre), les Apollo (qui coupent l'orbite de la Terre) et les Amor. Les Aten et les Apollo constituent ce qu'on appelle les géocroiseurs (plus de 1 100 connus au début de 2001). La détection de ces objets (jusqu'à la magnitude 19 en 2001) s'effectue à un rythme soutenu, notamment aux États-Unis, grâce à la mise en œuvre de télescopes équipés de caméras CCD.

D'autres astéroïdes décrivent des orbites situées entre celle de Jupiter et celle de Neptune : on les désigne sous l'appellation générique de Centaures, parce que le premier objet de ce type, découvert en 1977, a reçu le nom d'un centaure de la mythologie grecque, Chiron. Depuis 1992, on a découvert aussi plusieurs centaines d'objets tournant autour du Soleil au-delà de Neptune : on les appelle objets de Kuiper, parce que l'on pense qu'ils appartiennent à une ceinture lointaine de petits corps glacés (ceinture de Kuiper) dont l'existence a été postulée dès 1951 par le planétologue américain G.P. Kuiper. Considérés comme des reliquats du système solaire primitif n'ayant pratiquement pas subi d'évolution depuis leur formation, ces objets suscitent un très grand intérêt chez les planétologues. On considère généralement aujourd'hui que la planète naine Pluton appartient, en fait, à cette population d'objets ; on constate, d'ailleurs, qu'un grand nombre d'objets transneptuniens ont des caractéristiques orbitales analogues à celles de cet astre (on les appelle pour cette raison des Plutinos).

Autour des grosses planètes lointaines (Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune) ont été identifiés de petits satellites dont les caractéristiques orbitales donnent à penser qu'il s'agit d'anciens astéroïdes qui ont été « capturés » par l'attraction de ces planètes. Il en serait de même des deux satellites de Mars, Phobos et Deimos. Enfin, les Troyens (ainsi désignés parce que les premiers découverts ont reçu des noms de héros de la guerre de Troie) sont des astéroïdes maintenus par l'attraction gravitationnelle conjuguée du Soleil et de Jupiter au voisinage de deux points de l'orbite de Jupiter situés l'un à 60° en avant de la planète, l'autre à 60° en arrière. On en connaît environ 500.

Exploration spatiale

L'intérêt d'une meilleure connaissance des astéroïdes pour retracer l'histoire primitive du système solaire justifie leur survol et leur étude rapprochée par des sondes spatiales. Le premier engin à avoir accompli une telle mission est la sonde américaine Galileo, qui a survolé successivement les astéroïdes 951 Gaspra (en 1991) et 243 Ida (en 1993). Une autre sonde américaine, NEAR (Near Earth Asteroid Rendezvous), s'est approchée de 253 Mathilde en 1997 et s'est mise en orbite en 2000 autour de 433 Eros, dont elle a fourni des vues en gros plan très spectaculaires avant de se poser en douceur sur cette petite planète de forme allongée (33 × 13 km environ) le 12 février 2001, au terme de sa mission. La sonde japonaise Hayabusa a fourni aussi des vues en gros plan d'un astéroïde, 25143 Itokawa, autour duquel elle s'est mise en orbite le 12 septembre 2005 et sur lequel elle s'est brièvement posée, le 25 novembre 2005, mais sans parvenir à collecter des échantillons de sa surface, comme cela était prévu, pour les rapporter ensuite sur la Terre. La sonde européenne Rosetta, qui a été lancée en 2004 à la rencontre d'une comète, a survolé le 5 septembre 2008 un astéroïde de la ceinture principale, 2876 Steins (5 × 4 km), et doit en survoler un second, 21 Lutetia, en 2010, avant d'atteindre son objectif. Enfin, la sonde américaine Dawn, lancée le 27 septembre 2007,doit se placer en orbite autour des gros astéroïdes Vesta (en 2011) puis Cérès (en 2015), afin de les étudier de façon approfondie. D'autres missions de survol d'astéroïdes sont envisagées par les agences spatiales des États-Unis (NASA) et du Japon.