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La Ceinture d'Astéroïdes

De nombreux petits corps rocheux appelés astéroïdes sont présents dans le système solaire, une partie importante d'entre eux circulent entre l'orbite de Mars et celle de Jupiter, dans ce que les astronomes appellent la ceinture d'astéroïdes, autrement appelée ceinture principale. La ceinture principale d'astéroïdes au sein du système solaire interne. ->

HISTOIRE : Le premier astéroïde fut découvert par Giuseppe Piazzi le 1er janvier 1801. Le calcul permit de révéler qu'il s'agissait d'un astre circulant en moyenne à 2,8 unités astronomiques du Soleil. Il fut nommé Cérès. D'autres astéroïdes ont ensuite été découverts, Pallas en 1802, Junon en 1804, Vesta en 1807. Pendant une cinquantaine d'années, ces quatre corps furent considérés comme des petites planètes, venant se substituer à la "planète manquante" annoncée par Bode en 1772. Néanmoins, les différences importantes d'orbites et de luminosité entre ces quatre objets et leurs positionnements par rapport à la planète dite manquante fit naître un intense débat quant à leur statut.

La Nouvelle Planète Naine Hygie dans la Ceinture d'Astéroïde...

La découverte d'Astrée en 1845 ainsi que de dizaines d'autres astéroïdes situés entre Mars et Jupiter durant la décennie suivante permit de mettre fin au débat et d'établir définitivement l'existence d'une ceinture d'astéroïdes entre les orbites de Mars et de Jupiter.

NUMÉRATION : Plus de 100.000 astéroïdes sur les 120.000 numérotés fin 2005 appartiennent à la ceinture d'astéroïdes. 200.000 autres sont recensés et la plupart seront numérotés au fur et à mesure des réobservations. Plus de 500.000 sont observables avec les moyens actuels. En réalité, ils seraient des dizaines de millions, leur nombre croissant proportionnellement en fonction de leur petitesse. On considère en effet que lorsque leur diamètre moyen diminue d'un facteur 10, leur nombre augmente d'un facteur 100. Cette progression subsiste jusqu'à ce que leur taille devienne suffisamment petite pour que l'effet Poynting-Robertson ou la pression de radiation du Soleil les évacue hors du système solaire intérieur. Malgré leur nombre, ils ont chacun un "espace vital" de plusieurs millions de kilomètres. La découverte d'un nouvel astéroïde dans la ceinture principale est aujourd'hui un évènement banal puisqu'on en a découvert en moyenne plusieurs dizaines par jour entre 1995 et 2005 grâce à des programmes tels que LINEAR, NEAT ou Spacewatch. Concernant ce champ de recherches, même si des millions de découvertes restent à faire, les découvertes majeures ont d'ores et déjà été réalisées (astéroïdes binaires, satellites d'astéroïdes, astéroïdes avec plusieurs astéroïdes satellites...).

CONSTITUTION ET ORBITE : La masse totale de tous les astéroïdes de la ceinture principale gravitant autour du Soleil entre Mars et Jupiter est estimée à 4×1021 kilogrammes, ce qui équivaut à environ 5 % de la masse de la Lune.

À part CÉRÈS (->), le plus gros astéroïde de la ceinture avec un diamètre de 946 km et le seul de forme sphérique en raison de sa masse importante (près du quart de celle de la ceinture principale), la plupart sont peu massifs et ont des formes irrégulières, oblongues.
La ceinture d'astéroïdes n'est pas homogène : des régions densément peuplées ou a contrario quasiment dépeuplées d'astéroïdes y existent. Appelées lacunes de Kirkwood (en anglais, Kirkwood Gaps : littéralement "intervalles de Kirkwood"), elles sont dues à l'influence gravitationnelle de Jupiter et du Soleil conjuguées à celles plus faibles de Mars et de Saturne. Daniel Kirkwood a en effet mis en évidence la relation entre ces intervalles et les phénomènes de résonances orbitales qui créent soit des zones de stabilité soit des zones d'instabilité. Certains astéroïdes peuvent ainsi être éjectés de la ceinture d'astéroïdes et être lancés sur des trajectoires qui peuvent alors croiser l'orbite de la Terre. Ces astéroïdes, appelés géocroiseurs (plus de 2000 sont répertoriés fin 2005), sont potentiellement dangereux et sont surveillés par des programmes automatisés.

Les astéroïdes sont classés en trois catégories en fonction de leurs propriétés orbitales : Amor, Apollo et Aten.
- Les Amor (1500 environ), comme Amor et ÉROS (->), suivent une orbite extérieure à celle de la Terre, mais s'en rapprochent à leur périhélie.
- Les Apollo (plus de 600), comme Apollon et Adonis, ont une trajectoire essentiellement à l'extérieur de celle de notre planète, mais leur périhélie est inférieur à l'aphélie de notre planète (1,017 unité astronomique, UA).
- Les Aten (une centaine), très différents des deux premiers, ont une orbite généralement intérieure à celle de la Terre, mais dont la distance à l'aphélie est supérieure à la distance au périhélie terrestre (0,983 UA). Ils croisent l'orbite de la Terre (géocroiseurs).

Les astéroïdes de la ceinture d'astéroïdes se répartissent en différents types en fonction de leur composition.

  • Les astéroïdes de type C qui inclut plus 75% des astéroïdes, comme 253 MATHILDE (->). Ils sont très sombres (albédo de 0.03), ils sont semblables aux météorites de type chondrite carbonée. Nombreux dans la partie externe de la ceinture principale, ils ressemblent à de grosses boules de charbon et seraient composés de molécules organiques primitives à l'origine du Système solaire.
  • Les astéroïdes de type S qui inclut 17 % des astéroïdes, comme éros. Ils sont relativement clairs (albédo entre 0.10 et 0.22). Ils sont composés de fer de nickel et de silicates de magnésium, et sont nombreux dans la partie interne de la ceinture principale.
  • Les astéroïdes de type M qui inclut la plupart des autres astéroïdes. Ils sont clairs (albédo entre 0.10 et 0.18). Ils sont composés de fer et de nickel.
  • Il existe aussi une douzaine d'autres types beaucoup plus rares et primitifs : les astéroïdes de type P ou D dont le spectre rougeâtre est comparable à celui du goudron naturel (le kérogène).
  • Le spectre des astéroïdes de type V, ou Vestoïdes, est similaire à celui de 4 Vesta, de loin le plus gros astéroïde de ce type (d'où le nom). Une large proportion possède des caractéristiques orbitales similaires à celles de Vesta. Cela suggère que la plupart d'entre eux proviennent de la croûte de Vesta, peut-être soufflée par un gros impact localisé. L'énorme cratère de l'hémisphère sud de Vesta est un candidat majeur pour le site de cet impact.
  • Les astéroïdes de type V sont modérément brillants et plutôt semblables au type S plus commun, qui est aussi constitué de pierres ferreuses et de chondrites ordinaires. Ce type d'astéroïdes plutôt rare contient plus de pyroxène que le type S. Le spectre électromagnétique possède une très forte absorption autour de 0,75 µm, avec une autre caractéristique autour de 1 µm. Le spectre visible des astéroïdes de type V (dont celui de Vesta lui-même) est similaire à celui des météorites HED achondrites basaltiques. Un type J a été proposé pour les astéroïdes possédant une bande d'absorption particulièrement forte à 1 µm similaires aux météorites diogénites, probablement dérivés de parties plus profondes de la croûte de Vesta.

Les astéroïdes sont aussi classés par groupes en fonction de leur place au sein de la ceinture d'astéroïdes. On peut citer les groupes suivants : Hungarias, Floras, Phocaea, Koronis, Eos, Themis, Cybeles et Hildas (lesquels sont nommés d'après l'astéroïde principal dans le groupe).

On pense que les astéroïdes sont avec les noyaux des comètes, les derniers représentants des petits corps qui peuplaient le système solaire primitif, et qu'ils n'ont pu s'agglomérer pour former une planète unique en raison des pressions gravitationnelles exercées en particulier par Jupiter.

Les Astéroïdes (Cérès, Junon, Vesta, Ida, Mathilde, Éros, Gaspra, etc ...)

La plupart des astéroïdes circulent autour du Soleil sur des orbites situées entre Mars et Jupiter, mais il en existe un groupe, les astéroïdes troyens, qui suit l'orbite de Jupiter. Les membres d'un autre groupe, les astéroïdes Apollo, traversent l'orbite de la Terre et peuvent donc entrer en collision avec notre planète. Le nombre d'astéroïdes est supérieur à 30.000 et leur masse totale est inférieure au 1/1000 de celle de la Terre. Le plus gros, Cérès a un diamètre de 960 km. Le plus brillant est Vesta, 580 km, qui peut atteindre la cinquième magnitude, est donc facilement visible avec de jumelles depuis la Terre.

C.S.M. - PLANÈTE GAÏA > Juin > 2008

Sylvia était au Rendez-Vous

CIEL & ESPACE N°514 > Mars > 2013
 

   
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