Les astéroïdes : petit panorama d’un grand boulevard.

Publié le par Agnès Lenoire

« Si je vous ai raconté tous ces détails sur l’astéroïde B612, et si je vous ai confié son numéro, c’est à cause des grandes personnes. Les grandes personnes aiment les chiffres... Si vous leur dites : la planète d’où venait le Petit Prince est l’astéroïde B612, alors elles sont convaincues, et elles vous laissent tranquille avec leurs questions. »  Antoine de Saint Éxupery, Le Petit Prince, 1943

undefinedImaginez un moment : vous n’êtes plus sur Terre, c’est une évidence. Le ciel est trop noir, seule la Voie lactée, lointaine et glacée, vous rappelle une figure connue. Et puis, il y a cette sensation d’apesanteur, comme si l’astre sur lequel vous évoluez était très peu massif. Le Soleil va se lever, la nuit n’aura duré que trois heures trente. Mais ce sera un pâle soleil, cent fois moins brillant que sur Terre, qui éclairera faiblement un paysage chaotique... Le secteur n’est pas sûr : la circulation sur ce boulevard du système solaire est dense et les collisions fréquentes. Ramassez quelques précieuses poussières. Il est temps de rentrer.
Ce voyage imaginaire, que vous venez de faire dans la ceinture d’astéroïdes, entre Mars et Jupiter, aurait pu se réaliser sur l’astéroïde Gaspra, grâce à la sonde Galiléo qui l’a survolé et photographié en 1991. Premier astéroïde à avoir été visité par un engin humain, Gaspra, avec ses 19 km de long, n’est pourtant pas le plus important. Le plus grand connu à l’heure actuelle, c’est Cérès, avec   1000 km de diamètre. Sa découverte, en 1801, mérite qu’on s’y arrête.
Ceinture d’astéroïdes et loi Titius-Bode
À l’époque, le physicien Titius et l’astronome Bode venaient de trouver une loi empirique qui régit la succession des rayons orbitaux en partant du Soleil. Loi de Titius-Bode : en posant le nombre 4 pour le rayon de l’orbite de Mercure (la plus proche du Soleil), on trouve les rayons des autres orbites planétaires par la progression suivante: 4 + 3 = 7 pour Vénus; 4 + 2 x 3 = 10 pour la Terre; 4 + 22 x 3 =16 pour Mars; 4 + 24 x 3 = 52 pour Jupiter; 4 + 2x 3 = 100 pour Saturne et 4 + 26 x 3 = 192 pour Uranus. Les chiffres correspondent assez bien aux distances des planètes au Soleil, rapportées à la distance de la Terre égale à 10. Les astronomes de l’époque constatèrent alors que la régularité de cette succession était brisée entre Mars et Jupiter. De deux choses l’une : ou la loi Titius-Bode était fausse, ou bien une planète encore inconnue orbitait dans ce secteur. Les recherches entreprises confirmèrent la seconde hypothèse : en 1801, Cérès fut découvert, puis s’y ajoutèrent Pallas, Junon, et bien d’autres petits corps, tous à la même distance du Soleil, entre Mars et Jupiter. En 1802, l’astronome Herschel (découvreur d’Uranus en 1781), proposa de les appeler « Astéroïdes ». Pas moins de 300 astéroïdes furent découverts au cours du dix-neuvième siècle. On en connait à présent cent fois plus...
Si la découverte de ces astéroïdes représentait alors une confirmation éclatante de la loi Titius-Bode, elle apportait aussi une nouvelle question à résoudre. Ces astéroïdes, circulant dans une ceinture qui s’étend de 300 à 600 millions de kilomètres du Soleil, sont-ils issus d’une planète éclatée par les nombreuses collisions ayant eu lieu dans le système solaire naissant ? Ou bien sont-ils des débris de la formation des planètes, dont l’accrétion fut empêchée par l’énorme perturbation gravitationnelle de la géante Jupiter ? Le dix-neuvième siècle penchait pour la première hypothèse mais le vingtième trancha : la seconde théorie est la bonne, les analyses isotopiques faisant foi. En effet, si les astéroïdes provenaient tous d’une même planète, ils devraient tous présenter des signatures de l’oxygène identiques, ce qui n’est manifestement pas le cas. Sh--masAst--ro1.JPG
La ceinture d’astéroïdes représente une zone de transition entre le monde des petites planètes telluriques (Mercure, Vénus, Terre, Mars) et celui des géantes gazeuses (Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune). De 1500m de diamètre pour Dactyl, le plus petit connu, à 1000 km pour Cérès, les astéroïdes présentent une population diversifiée, tant par l’aspect que par la taille. Ayant subi les bombardements incessants d’un système solaire naissant furibond, les cailloux les plus cratérisés sont les plus anciens (4,5 milliards d’années). Les plus lisses sont nés récemment, de chocs plus rares entre vieux planétoïdes.
 
Filles d'astéroïdes
Selon leur position, les astéroïdes ont une composition différente : ceux du bord interne de la ceinture (côté Mars) sont à dominante silicatée, ceux du bord externe (côté Jupiter) sont à dominante carbonée. Les météorites, filles d’astéroïdes tombées sur Terre, et qui proviennent toutes de cette ceinture, le confirment : le carbone qu’elles contiennent se retrouve dans les grands nuages froids interstellaires, analysés par spectroscopie dans l’infrarouge. Le carbone des astéroïdes est donc le vestige de la nébuleuse présolaire, avant même qu’un effondrement gravitationnel ne l’échauffe et ne donne naissance au Soleil. Astrophysiciens et exobiologistes accordent en effet une grande importance aux analyses chimiques effectuées sur ces fragments d’astéroïdes que sont les météorites recueillies sur Terre. Minutieusement comparées aux signatures lumineuses des grands nuages de gaz, véritables pouponnières d’étoiles, à celles des différents astéroïdes suivis de près, à celle des étoiles et des planètes, elles permettent de reconstituer l’histoire du système solaire. Déjà les scientifiques estiment probable la contamination de la nébuleuse solaire par des éléments lourds (comme le carbone et l’oxygène), produits de l’explosion d’une ou plusieurs étoiles super-massives (supernovae) voisines de notre nébuleuse. Les étoiles massives (10 fois la masse du Soleil au minimun) sont en effet les seules à produire ces éléments lourds, qu’elles disséminent dans l’espace en explosant. En ensemençant notre futur système solaire, carbone et oxygène, probablement introduits sur Terre par impacts météoritiques, sont à l’origine des premières molécules pré-biotiques. La Terre n’a pas gardé de traces de ces bombardements : le mouvement des plaques tectoniques, le volcanisme, l’érosion, ont effectué un travail de nivellement. De plus, l’atmosphère se comporte comme un bouclier en faisant exploser les météorites sous l’effet des frottements de l’air. La Lune, Mercure, dépourvues d’atmosphère, conservent d’impressionnants cratères d’impacts.
 
Les géocroiseurs qui font peur
Le risque de collision a diminué au fil du temps mais les astéroïdes peuvent encore percuter n’importe quelle planète car, dotés d’une faible masse, ils sont facilement déstabilisés par la moindre perturbation gravitationnelle. Or, dans la ceinture d’astéroïdes, il existe un phénomène de résonance dû à Jupiter, qui crée des vides dans la ceinture, appelés « Lacunes de Kirkwood ». Cela signifie que certains astéroïdes ont pris la clé des champs et naviguent à présent sur d’autres orbites, plus elliptiques, plus proches de la Terre. Ce sont des géocroiseurs. Comme l’indique leur nom, ils croisent l’orbite de la Terre à un moment ou à un autre de leur révolution, ce qui les rend potentiellement dangereux. Quelques-uns ont déjà causé quelques frayeurs à l’humanité et restent très surveillés. L’astéroïde 4179 (appelé aussi Toutatis) est passé, en 1992, à 3,6 millions de kilomètres de la Terre, puis, en 1997, l’astéroïde 97XF11 a défrayé la chronique en nous promettant de nous frôler à 40 000 km...en 2028 ! Et puis n’oublions pas celui décrit dans le billet précédent, qui, bien qu’il nous frôle, n’a pas l’air de déclencher d’inquiétude du public (il est vrai que le smédias en ont peu parlé !). La gravitation est en effet plutôt orfèvre en matière de synchronisation, en principe le ballet est bien réglé, si aucune chiquenaude ne s’en mêle... 
Sh--maCruithne.JPGCertains astéroïdes peuvent même se satelliser, non pas autour de la Terre, mais autour de son orbite, grâce à trois zones magiques de stabilité, zones d’équilibre entre les forces gravitationnelles de la Terre et du Soleil, nommés « Points Lagrange » (L3, L4, L5 sur le schéma 2). En septembre 99, fut découvert un astéroïde de ce type, appelé Cruithne, d’un diamètre de 5 km, mettant 770 ans à boucler son orbite en fer à cheval, autour de l’orbite terrestre. Capturé il y a quelques siècles, Cruithne restera avec nous quelque 3000 ans.
 
Même si 100 000 tonnes de météorites, sous forme de poussières ou de pierres, tombent chaque année sur Terre, les gros impacts sont devenus rares à l’échelle du temps humain. À l’échelle du temps astronomique par contre, les collisions restent fréquentes. Il nous tombera donc un jour ou l’autre un bolide  sur la tête.
 « Mais, quand l’univers l’écraserait, l’homme serait encore plus noble que ce qui le tue, parce qu’il sait qu’il meurt, et l’avantage que l’univers a sur lui, l’univers n’en sait rien. »
     Blaise Pascal, Pensées, 1670.
Bibliographie :    
*      Les Météorites, carnets d’histoire naturelle (ouvrage collectif) chez Bordas, 1996.
*      Jean -Paul Poirier, Ces pierres qui tombent du ciel, éditions Le Pommier, 1999.
*      Philippe de la Cotardière, Comètes et astéroïdes, Points Sciences, éditions du Seuil.
*      Christian Koeberl, Ces bolides qui menacent notre monde, éditions EDP Science, 2003.
*      Jean-Pierre Luminet, Astéroïde, Points sciences, éditions du Seuil, 2005
 Dessin : Olivia Lenoire 

Publié dans Sciences

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