Un astéroïde est un objet céleste dont la taille varie de quelques dizaines de mètres à plusieurs kilomètres de diamètre et qui, à la différence d'une comète, tourne autour du Soleil sur une orbite faiblement elliptique (cf. lois de Kepler). Les astéroïdes font partie de notre système solaire et ne sont pas les satellites d'une planète.
On suppose que les astéroïdes sont des restes du disque protoplanétaire qui ne se sont pas regroupés en planètes pendant sa formation.
Quoique l'on ait maintenant réussi à identifier, au 6 janvier 2007, 362 447 astéroïdes [1], ceux-ci sont presque impossibles à observer à l'œil nu. Ils sont bien plus petits que les planètes et très peu lumineux. L'astéroïde 4 Vesta en est l'exception puisque c'est le seul qu'il soit parfois possible d'observer sans appareil optique. Sa luminosité n'étant toutefois pas très grande, il faut savoir où poser le regard !
Un astéroïde ressemble plus ou moins à une étoile qui brille dans le ciel nocturne. Le meilleur moyen pour partir à la chasse aux astéroïdes avec ses jumelles ou son télescope est d'observer le fond étoilé plusieurs nuits d'affilée et de détecter les points lumineux qui se déplacent par rapport au fond, qui, lui, paraît stable. Certains catalogues répertorient la position des astéroïdes et il est alors plus facile de pointer le télescope au bon endroit.
L'étude des astéroïdes fut longtemps délaissée par les astronomes. Nous les connaissons depuis maintenant plus de deux cents ans, mais ils étaient considérés comme les rebuts du système solaire[réf. nécessaire]. On sait maintenant que les astéroïdes sont une clé importante de la compréhension de la formation du système solaire et c'est pour cette raison que les astronomes montrent un plus grand intérêt envers ces objets.
Le premier astéroïde fut découvert tout à fait par hasard par Giuseppe Piazzi, directeur, à l'époque, de l'observatoire de Palerme, en Sicile. La veille du jour de l'an 1801, ce dernier observait la constellation du Taureau, lorsqu'il aperçut un objet non identifié se déplaçant très lentement sur le fond étoilé. Il suivit le déplacement de cet objet pendant plusieurs nuits. Son collègue, Carl Friedrich Gauss, utilisa ces observations pour déterminer la distance exacte de cet objet inconnu à la Terre. Ses calculs placèrent l'astre entre les planètes Mars et Jupiter. Piazzi le nomma Cérès, du nom de la déesse romaine qui fait sortir la sève de la terre et qui fait pousser les jeunes pousses au printemps, et qui était également la déesse protectrice de la Sicile.
Tout cela était très surprenant car auparavant, en 1766, le physicien, astronome et biologiste prussien Johann Daniel Titius avait prédit l'existence d'une planète sur cette orbite en vertu de la loi de Titius-Bode.
Entre 1802 et 1807, trois autres objets furent découverts : Pallas, Junon et Vesta. Ces quatre corps furent alors considérés comme des planètes à part entière. Puis les recherches furent abandonnées jusqu'à la découverte d'Astrée par Karl Ludwig Hencke en 1845. En juillet 1868, cent astéroïdes étaient connus. La millième découverte homologuée eut lieu en novembre 1921 (969 Leocadia) et la dix-millième en octobre 1989 ((21030) 1989 TZ11). En règle générale, l'ordre des dates de découvertes ne correspond pas à l'ordre de numérotation des astéroïdes, car l'octroi d'un numéro dépend de l'établissement d'une orbite fiable.
Jusqu'en 1998, les astéroïdes étaient découverts à l'aide d'un processus en quatre étapes[réf. nécessaire] :
Depuis 1998, la plupart des astéroïdes sont découverts à l'aide de systèmes automatisés qui comprennent des caméras CCD et des ordinateurs reliés directement aux télescopes. Voici quelques-unes des équipes utilisant de tels systèmes :
Le système LINEAR avait découvert, à lui seul, plus de 37 000 astéroïdes en février 2004.
Au 9 novembre 2006, le Minor Planet Center dénombre 136 563 astéroïdes
Le Minor Planet Center est chargé de la gestion de la désignation des astéroïdes. Quand l'orbite d'un astéroïde est confirmée, l'apparition reçoit une désignation, constituée de l'année de découverte, d'un code de deux lettres représentant la semaine de découverte, et d'un numéro si plus d'une découverte a eu lieu dans cette semaine (exemple : 1998 FJ74). Il reçoit aussi un numéro permanent (exemple : (26308) 1998 SM165), puis parfois, et plus tard, un nom (exemple : 1 Cérès). Les premiers ont reçu les noms de personnages de la mythologie grecque ou romaine, puis suite à leur épuisement, on en a utilisé d'autres, comme les noms de personnages célèbres ou des épouses du découvreur ou même de personnages de séries télévisées et de desserts favoris. Ces dernières années, le rythme de découverte d'astéroïde est tel que les astéroïdes sans noms sont majoritaires. Quelques groupes d'astéroïdes ont des noms ayant un thème commun. Par exemple, les Centaures sont nommés d'après les Centaures de la mythologie et les Troyens sont nommés d'après les héros de la Guerre de Troie. En mars 2006, sur 129 436 astéroïdes, le dernier nommé était (99942) Apophis, et le premier astéroïde sans nom était (3360) 1981 VA.
Les premières images rapprochées d'un astéroïde sont l'œuvre de la sonde Galileo envoyée vers 951 Gaspra et 243 Ida en 1991.
La sonde NEAR Shoemaker (Near Earth Asteroid Rendezvous - Shoemaker) fut lancée le 17 février 1996 par la NASA dans le but d'étudier en détails l'un des plus gros astéroïdes géocroiseurs : 433 Éros.
Après avoir établi une cartographie complète de la surface de 433 Éros entre avril et octobre 2000, et bien que cela n'était pas prévu au départ de sa mission, la sonde NEAR Shoemaker s'est finalement posée sur l'astéroïde le 12 février 2001 sans subir de dommages. Le dernier signal de la sonde a été reçu le 28 février 2001.
La ceinture dite principale ou "jovio-martienne", entre les orbites de Mars et Jupiter, distante de deux à quatre unités astronomiques du Soleil, est le principal groupement.: plus de 20 000 objets y ont été répertoriés à ce jour. L'influence du champ gravitationnel de Jupiter les a empêché de former une planète. Cette influence de Jupiter est également à l'origine des lacunes de Kirkwood qui sont des orbites vidées par le phénomène de résonance orbitale.
Les astéroïdes troyens forment le deuxième groupe le plus important (2075 au 2 novembre 2006).
Ils sont situés sur l'orbite d'une autre planète, aux deux points de Lagrange, L4 et L5.
La quasi-totalité des Troyens sont sur l'orbite de Jupiter. Seule deux autres planètes possédent quelques troyens, Mars : un seul de confirmé et Neptune, quatre ! Les autres planètes ne semblent pas en posséder sans doute en raison de l'influence soit du Soleil soit des planétes voisines susceptible de perturber les points de Lagrange.
Les astéroïdes géocroiseurs sont des astéroïdes dont l'orbite est relativement proche de celle de la Terre. Les Amors, dont 433 Éros fait partie, les Atens et les Apollos en sont les principaux groupes.
Seuls les Atens et les Apollos croisent l'orbite de la Terre et l'intérêt grandissant qu'on leur porte est lié à la crainte de les voir entrer en collision avec celle-ci. Ces croiseurs sont appelés ECA Earth-Crossing Asteroids ou NEO Near Earth Objects en anglais.
L'agence spatiale européenne (ESA) a entamé en 2004 un projet à long terme de protection de la Terre contre les géocroiseurs. Voir Services publics dans le monde.
Au 2 novembre 2006, 1016 objets transneptuniens sont dénombrés par le Minor Planet Center, auxquels il faut ajouter certains objets épars. Potentiellement la ceinture de Kuiper semble bien être la plus grande concentration de petits corps du système solaire.
Le premier membre découvert de cette ceinture est (15760) 1992 QB1 en 1992, classé par la suite dans la catégorie des cubewanos ou objets classiques de la ceinture de Kuiper. La découverte de ce corps attira l'attention des astronomes sur les objets transneptuniens.
Certains des membres de la ceinture de Kuiper sont de tailles comparables à Pluton ou sa lune Charon. Le plus grand identifié jusqu'à aujourd'hui est (136199) Éris, qui atteint 2400 km de diamètre, soit plus de la moitié du diamètre de Pluton. Les débats portent donc désormais sur la démarcation entre les gros objets et les planètes du système solaire. Ainsi, en août 2006, l'Union astronomique internationale décide de créer le statut de planète naine, aussitôt décerné à Pluton qui perd celui de planète, à (136199) Éris, objets de la ceinture de Kuiper et à (1) Cérès, le plus gros astéroïde de la ceinture principale. D'autres objets de la ceinture de Kuiper sont candidats à ce nouveau statut.
Par ailleurs, cette ceinture est la source de près de la moitié des comètes qui sillonnent notre système solaire.
Les Centaures sont un groupe d'astéroïdes qui naviguent autour du Soleil entre les orbites des planètes géantes. Le premier qui fut découvert est 2060 Chiron, en 1977. On suppose généralement que ce sont des astéroïdes ou des comètes qui ont été éjectés de leurs propres orbites.
Les avancées techniques aidant, dès 1980, le nombre d'objets découverts augmenta considérablement et des corps très massifs, de la taille de Pluton furent observés.
Ces tailles étant comparables à celle d'une planète de notre système solaire, les scientifiques en viennent à se demander comment différencier une planète d'un gros astéroïde.
Rappelons aussi que, selon la théorie de Laplace (astronome en 1796), les planètes et le Soleil seraient nés simultanément d'un nuage de gaz et de poussières en rotation. Issus de ce nuage, une multitude de planétoïdes seraient le résultat d'une histoire mouvementée, caracterisée par une succession de processus antinomiques d'accrétion et de collisions. Astéroïdes et planètes ayant été formés à partir de la même matrice protoplanétaire, on peut se demander sur quels critères physiques s'appuyer pour les différencier. La très grande majorité des astéroïdes sont de formes très irrégulières, ce qui contraste avec les formes quasi-sphèriques des planètes.
Il n'en va pas de même pour les très gros astéroïdes. La nature de la surface n'entre pas non plus en compte dans la différenciation. La taille, elle, compte. Or, Pluton, la plus petite planète du systeme solaire n'a qu'un diamètre de 2300 km. Ganymède ou Callisto, deux satellites de Jupiter ont des diamètres de 5200 km et 4800 km, mais ne sont pas considérés comme des planètes. Cérès, le plus gros astéroïde de la ceinture principale a un diamètre de 1000 km.
Un astéroïde se définit implicitement comme un corps n'excédant pas 1000 km de diamètre et gravitant autour du Soleil.
Toutefois, de nouveaux objets découverts ont défrayé la chronique : (20000) Varuna, (28978) Ixion, (50000) Quaoar, (90377) Sedna, (90482) Orcus et (136199) Éris. Détectés soit sur des orbites similaires à Pluton, soit au-delà, ces objets ont des tailles comprises entre 1300 km et 2600 km et se situent à la frontière entre planètes et astéroïdes.
En août 2006, Pluton, Éris et Cérès furent classés dans la catégorie " planète naine " par l'Union astronomique internationale.
Les astéroïdes sont classés d'après leur spectre optique, qui correspond à la composition de leur surface. Il faut noter, cependant, que certains types sont plus facilement détectables que d'autres. Ainsi, ce n'est pas parce que la proportion d'astéroïdes d'un type donné est plus importante qu'ils sont effectivement plus nombreux :
Il y a un certain nombre de types plus rares, nombre qui augmente au gré des nouvelles découvertes :
Voir aussi classification spectrale des astéroïdes.
Numéro | Nom | Diamètre (km) | Date de découverte | Commentaire |
87 | Sylvia | 260,9 | 16 mai 1866 | Premier système triple d'astéroïdes |
243 | Ida | 56×24×21 | 29 septembre 1884 | Visité par Galileo |
S/1993 (243) 1 Dactyl | 1,4 | 28 août 1993 | Lune d'Ida | |
253 | Mathilde | 66×48×46 | 12 novembre 1885 | Visité par NEAR Shoemaker |
433 | Éros | 13×13×33 | 13 août 1898 | Visité par NEAR Shoemaker |
624 | Hector | 105 | 10 février 1907 | Plus grand astéroïde troyen Jovien découvert |
951 | Gaspra | 19×12×11 | 30 juillet 1916 | Visité par Galileo |
2060 | Chiron | 200 | 18 octobre 1977 | 1er Centaure découvert |
3753 | Cruithne | 5 | 10 octobre 1986 | Orbite particulière co-orbitale avec la Terre |
4179 | Toutatis | 4,5×2,4×1,9 | 4 janvier 1989 | Croisa de près la Terre en 2004 |
4769 | Castalia | 1,8×0,8 | 9 août 1989 | Premier astéroïde dont on a eu une image radar |
5261 | Eurêka | 20 juin 1990 | Premier astéroïde Troyen martien découvert (point L5) |