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Kamoʻoalewa, l’astéroïde quasi-satellite de la Terre, serait un morceau de Lune

(469219) Kamoʻoalewa, c’est le nom officiel d’une quasi-lune de la Terre et selon certains astronomes, ce quasi-satellite de notre Planète bleue ne serait rien de moins qu’un fragment de la Lune.

Et voilà que l’astéroïde 2016 HO3 revient sur le devant de la scène. Détecté la première fois le 27 avril 2016, par le télescope d’étude des astéroïdes Pan-Starrs 1 à Haleakalā, à Hawaï, il ne s’agit pas seulement d’un membre de la famille des astéroïdes Apollon. Certes, comme tous les plus de 14.000 objets connus de ce type à ce jour, il s’agit d’un des géocroiseurs dont l’orbite elliptique a un demi-grand axe qui est strictement supérieur à 1 UA et une distance au Soleil au périhélie qui est inférieure à 1,017 UA. Mais 2016 HO3 est surtout un quasi-satellite de la Terre, ce qui veut dire que bien qu’il soit en orbite autour du Soleil son mouvement le conduit pour un temps à se déplacer comme s’il était en orbite autour de la Terre.

Depuis sa découverte, 2016 HO3 est devenu officiellement entretemps (469219) Kamoʻoalewa, un nom dérivé de l’hawaïen et trouvé dans un chant de création qui fait allusion à une progéniture qui voyage toute seule. On sait que sa taille est comprise entre quelques dizaines et une centaine de mètres. C’est donc un objet peu lumineux de sorte que les astronomes ont entrepris de l’étudier avec un puissant télescope, en l’occurrence le grand télescope binoculaire sur le mont Graham dans le sud de l’Arizona. On le connaît en anglais sous l’acronyme LBT, pour Large Binocular Telescope. Il possède deux miroirs de 8,4 mètres de diamètre, placés sur la même monture. Kamoʻoalewa est en effet environ 4 millions de fois plus faible que l’étoile la plus faible que l’œil humain puisse voir dans un ciel sombre. Mais avec des miroirs collecteurs aussi grands, assez de lumière peut être concentrée pour étudier par exemple des spectres de la surface de l’objet.

Un éjectat d’un impact lunaire ?
C’est justement en cherchant à mieux déterminer sa composition qu’une équipe d’astronomes dirigée par Ben Sharkey, étudiant diplômé en sciences planétaires de l’université de l’Arizona, est arrivée à une conclusion étonnante. Elle est exposée dans un article publié dans la prestigieuse revue Nature Communications Earth and Environment.

Pendant presque trois ans Ben Sharkey et ses collègues ont travaillé pour démontrer que ce qu’il voyait ne pouvait pas être vrai, pour finalement se résoudre à en accepter non seulement la possibilité mais aussi la probabilité.

Le spectre de la lumière réfléchie par la surface de Kamoʻoalewa ne correspondait qu’à celui des roches lunaires rapportées sur Terre par les missions Apollo. Aucun spectre obtenu pour d’autres astéroïdes géocroiseurs ne correspondait.

Une autre caractéristique de Kamoʻoalewa plaide pour une origine lunaire, son orbite n’est pas non plus typique des autres géocroiseurs. Nous serions donc en présence d’un fragment de notre satellite éjecté à une date indéterminée par un impact conséquent sur la surface de la Lune. Cela n’a rien d’extraordinaire en soi car on trouve sur Terre des météorites dont l’origine est incontestablement lunaire quand on fait là aussi des comparaisons avec les roches d’Apollo.

Les astronomes pensent que Kamoʻoalewa ne restera pas très longtemps un quasi-satellite de la Terre, probablement encore environ 300 ans. Il serait arrivé sur cette orbite il y a environ 500 ans. Toujours est-il que nous devrions donc avoir encore tout le temps de lui faire une petite visite – les Chinois en ont d’ailleurs le projet.

Source : https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/asteroides-kamo%CA%BBoalewa-asteroide-quasi-satellite-terre-serait-morceau-lune-94808/

1.000 astéroïdes proches de la Terre passés au radar !

Le 14 août 2021, le petit astéroïde géocroiseur 2021 PJ1 devint à cette occasion le 1.000e astéroïde proche de la Terre à être observé par radar. Le 1.001e de ces objets, 2016 AJ193, suivit une semaine plus tard.

Depuis la première observation radar d’un astéroïde, à savoir (1566) Icare en 1968, cette technique a enrichi notre connaissance de l’orbite des objets (astéroïdes et comètes) proches de la Terre, fournissant des données permettant d’étendre les calculs de leur mouvement futur de plusieurs décennies à plusieurs siècles et aidant à prédire définitivement si un astéroïde va frapper la Terre ou non. Par exemple, de récentes mesures radar de l’astéroïde Apophis ont permis d’éliminer tout risque d’impacts sur la Terre pour les 100 prochaines années.

En outre, ils peuvent fournir aux scientifiques des informations détaillées sur des propriétés physiques qui ne pourraient être obtenues autrement qu’en envoyant une sonde spatiale pour observer ces objets de près. Selon la taille et la distance d’un astéroïde, un radar peut être utilisé pour imager sa surface avec des détails complexes tout en déterminant sa taille, sa forme, sa vitesse de rotation et s’il est ou non accompagné d’un ou plusieurs petits satellites.

Dans le cas de 2021 PJ1, l’astéroïde était trop petit (20 à 30 mètres de large) et le temps d’observation trop court pour acquérir des images. Cependant, en tant que 1.000e astéroïde proche de la Terre détecté par radar, il met en évidence les efforts visant à étudier les objets qui passent près de notre Planète.

« Même à cette distance (1,7 million de kilomètres, ndlr), le radar planétaire est suffisamment puissant pour le détecter et mesurer sa vitesse avec une très grande précision, ce qui a considérablement amélioré notre connaissance de son mouvement futur », explique Lance Benner qui dirige, au Jet Propulsion Laboratory, le programme de recherche radar sur les astéroïdes de la Nasa.

Benner et son équipe ont conduit cet effort en utilisant l’antenne de 70 mètres de la station 14 pour l’espace lointain (DSS-14) du Complexe de communication pour l’espace lointain de Goldstone du Deep Space Network (réseau de communication avec l’espace lointain) près de Barstow, en Californie, pour transmettre des ondes radio à l’astéroïde et recevoir les réflexions radar, ou « échos ».

Des échos pleins d’infos
Plus de la moitié des astéroïdes observés par radar l’ont été par le télescope de 305 mètres de l’observatoire d’Arecibo, à Porto Rico, avant qu’il ne soit endommagé et déclassé en 2020 et que l’antenne ne s’effondre peu de temps après. Les antennes DSS-14 et DSS-13 (34 mètres) de Goldstone ont observé, à ce jour, 374 astéroïdes proches de la Terre. Quatorze autres, également à proximité de notre planète ont de même été observés en Australie à l’aide d’antennes du complexe de communication pour l’espace profond de Canberra du Deep Space Network pour transmettre des ondes radio aux astéroïdes et de l’Australian Telescope Compact Array et de l’observatoire Parkes du CSIRO en Nouvelle-Galles du Sud pour recevoir les réflexions radar.

L’astéroïde le plus récemment observé par radar ne s’est approché de la Terre qu’une semaine après 2021 PJ1. Entre le 20 et le 24 août, Goldstone a imagé 2016 AJ193 alors qu’il passait à 3,4 millions de kilomètres de la Terre. Bien que cet astéroïde ne s’approchât pas autant que 2021 PJ1, ses échos radar furent plus forts car 2016 AJ193 est environ 40 fois plus gros, avec un diamètre d’environ 1,3 kilomètre. Les images radar ont révélé des détails considérables sur la surface de l’objet, y compris des crêtes, de petites collines, des zones plates, des concavités et possiblement des rochers.

Shantanu Naidu, scientifique du Jet Propulsion Laboratory (JPL) qui a dirigé les observations de 2016 AJ193 du 22 août, précise : « [Cet astéroïde] a une orbite cométaire, ce qui suggère qu’il pourrait s’agir d’une comète inactive. Mais nous en savions peu sur lui avant ce passage (à proximité de la Terre, ndlr), hormis sa taille et la proportion de lumière solaire réfléchie par sa surface, donc nous avons planifié cette campagne d’observations il y a des années ».

La mission Neowise de la Nasa avait déjà mesuré la taille de 2016 AJ193, mais les observations de Goldstone ont révélé plus de détails : il s’agit d’un objet très complexe et intéressant qui tourne avec une période de 3,5 heures.

« En plus des relevés qui utilisent des télescopes optiques terrestres et spatiaux pour détecter et suivre près de 27.000 objets proches de la Terre dans tout notre système solaire, le radar planétaire est un outil important pour surveiller les astéroïdes qui s’approchent de la Terre », a déclaré Kelly Fast, directrice du programme d’observation des objets proches de la Terre du Bureau de coordination de la défense planétaire au siège de la Nasa à Washington. « Atteindre cette étape d’un peu plus de 1.000 détections radar d’astéroïdes proches de la Terre souligne la contribution importante qui a été apportée à la caractérisation de cette population dangereuse, qui est fondamentale pour nos efforts de défense planétaire. »

Source : https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/astronomie-1000-asteroides-proches-terre-passes-radar-93426/

Découverte de l’astéroïde en orbite le plus rapide connu du Système solaire

Une des lois de Kepler indique qu’un corps céleste en orbite autour du Soleil sur une ellipse se déplace plus vite au plus près du Soleil. On vient de découvrir 2021 PH27, un astéroïde qui est parfois plus proche que Mercure du Soleil et qui est à ce moment-là le plus rapide connu.

Au début de son célèbre cours de relativité générale, le prix Nobel de physique Steven Weinberg, récemment décédé, expliquait que pendant quelques décennies, les astronomes avaient multiplié les hypothèses pour rendre compte d’une mystérieuse anomalie concernant Mercure : l’avance anormale de son périhélie. On sait en effet depuis Kepler que les planètes se déplacent sur des orbites elliptiques et Newton a prouvé que cela était une conséquence de ses lois de la mécanique et de la gravitation. Mais les travaux ultérieurs de mathématiciens tels Lagrange, Laplace et Gauss ont montré également que lorsque l’on a plus de deux corps, les perturbations gravitationnelles que chacun exerce sur les autres conduisent à des modifications des mouvements de ces corps qui ne sont plus de simples ellipses et dont les paramètres déterminant la forme et la position dans l’espace de ces ellipses en particulier autour du Soleil varient dans le temps.

On peut ainsi calculer que le point d’une orbite elliptique d’une planète le plus rapproché du Soleil, son périhélie, peut tourner lentement au cours du temps autour de lui. C’est le cas de Mercure, de sorte qu’à chaque orbite bouclée, son périhélie se déplace. Mais tout calcul fait avec les principaux corps célestes connus de son époque, l’astronome français Urbain Le Verrier, qui s’était déjà illustré par la découverte par le calcul de Neptune en 1846 à partir d’anomalies du mouvement d’Uranus, arriva à la conclusion en 1859 que l’on ne pouvait pas rendre compte de la totalité du mouvement du périhélie de Mercure sans introduire la gravitation d’une nouvelle planète en orbite autour du Soleil qu’il a baptisée Vulcain.

Des corps inconnus ou une physique inconnue ?
Censée être de petite taille et proche, trop proche, du Soleil pour avoir été détectée plus tôt, Vulcain fut chassée par les astronomes et certains crurent l’avoir observée quelque part à l’intérieur de l’orbite de Mercure mais en vain. Toutefois, comme l’explique donc Weinberg, cette absence de détection pouvait s’expliquer soit par la présence de plus petits corps célestes encore plus difficile à détecter, comme des astéroïdes, soit par une modification de la loi de Newton en 1/r2 de la gravitation en postulant, comme l’avait fait l’astronome et mathématicien polymathe états-unien d’origine canadienne Simon Newcomb, une loi avec un exposant très légèrement différent de 2, ou encore en supposant que le Soleil n’était pas parfaitement sphérique. On peut montrer en effet en se basant sur la fameuse théorie du potentiel gravitationnel d’un objet de forme et de densité quelconque qu’il suffit de modifier un peu cette forme pour avoir des termes correcteurs à la loi en 1/r2 sans changer la théorie de Newton et rendant compte du mouvement de Mercure.

Toutes ces idées ne sont pas sans problème et on considère maintenant notamment qu’il n’y a pas assez de matière entre le Soleil et Mercure, fut-elle sous forme de poussières diffuses responsables de la lumière zodiacale, pour rendre compte du mouvement de Mercure. C’est finalement la théorie de la relativité générale d’Einstein qui peut en rendre compte parfaitement, mais il faudra attendre plusieurs décennies après la constitution de sa théorie en 1915 pour en être sûr.

Toujours est-il que l’on s’interroge aujourd’hui encore sur l’existence d’une hypothétique petite population d’astéroïdes dont les orbites sont toujours internes à celle de Mercure et que l’on a appelés des vulcanoïdes. On sait par contre qu’il existe une population de petits corps célestes sur des orbites contenues à l’intérieur de l’orbite terrestre et que l’on a appelés des astéroïdes apoheles ou encore des astéroïdes Atiras en référence à (163693) Atira, le premier du genre découvert en 2003 et qui porte le nom d’une déesse de la tribu des Pawnees.

2021 PH27, une comète éteinte ?
Un nouvel astéroïde Atira vient justement d’être découvert et il a reçu pour nom temporaire 2021 PH27. Les premières estimations de ses paramètres orbitaux et de ses caractéristiques lui font battre deux records car c’est tout à la fois l’astéroïde le plus proche du Soleil connu à ce jour lorsqu’il passe à son périhélie et le plus rapide. Il semble avoir environ un kilomètre de diamètre et il peut s’approcher à seulement 20 millions de kilomètres du Soleil environ. De fait, sa température de surface peut atteindre les 500 °C, ce qui est suffisant pour faire fondre le plomb. Pour mémoire, le périhélie de Mercure se trouve à environ 46 millions de kilomètres du Soleil. La période orbitale de 2021 PH27 est de 113 jours.

2021 PH27 semble être sur une orbite instable et finira probablement soit par entrer en collision avec Mercure, Vénus ou le Soleil dans quelques millions d’années, soit par être éjecté du Système solaire interne par l’influence gravitationnelle des planètes internes.

Ce destin n’est peut-être pas différent de son passé. En effet, 2021 PH27 se trouve sur une orbite assez excentrée qui lui fait croiser les orbites de Mercure et de Vénus. Ce n’est pas un géocroiseur mais comme tout Atira, c’est bel et bien un near-Earth object (NEO) et il est possible qu’il ait initialement fait partie de la Ceinture principale d’astéroïdes avant que, là aussi, des perturbations gravitationnelles comme celles causées par Jupiter et Saturne l’aient envoyé sur son orbite actuelle.

Toutefois, son orbite est inclinée d’environ 32° par rapport au plan orbital de l’écliptique, ce qui suggère qu’il pourrait également être un ancien noyau cométaire ayant perdu toutes ses glaces, une comète éteinte donc. Ce qui est certain c’est que sa proximité au Soleil doit lui faire subir des effets relativistes encore plus importants que dans le cas de Mercure, avec donc une précession du périhélie relativiste plus importante.

Comme tous les astéroïdes découverts sur des orbites internes à celle de la Terre, c’est au crépuscule, juste après le coucher du soleil, ou avant le lever du soleil, qu’il est le plus facile de les détecter. Dans le cas présent, la découverte a été en fait un sous-produit du programme de recherche concernant l’énergie noire menée avec le télescope équipé de la DECam (pour Dark Energy Camera), l’un des imageurs CCD à grand champ les plus performants au monde : le Dark Energy Survey (DES).

Bien qu’originellement centré sur l’étude des galaxies et des amas de galaxies, le DES permet aussi d’étudier les petits corps célestes dans le Système solaire. On peut citer comme l’une de ses découvertes l’astéroïde (2015)HM10 ou encore la comète géante Bernardinelli-Bernstein.

Source : https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/asteroide-decouverte-asteroide-orbite-plus-rapide-connu-systeme-solaire-93134/