Vulcanoïde - Définition

Introduction

Un vulcanoïde est un astéroïde hypothétique qui occuperait la zone dynamiquement stable qui s'étale entre 0,08 et 0,21 unités astronomiques du Soleil, bien à l'intérieur de l'orbite de Mercure. Les astéroïdes vulcanoïdes prennent ce nom de la planète hypothétique Vulcain, que les astronomes du XIX^e siècle ont cherché à découvrir afin d'expliquer l'excès de précession du périhélie de Mercure — que la relativité générale met en exergue.

Prédictions théoriques

Hormis ces nuages de poussières intramercuriens, aucun vulcanoïde n'a été découvert jusqu'ici, malgré de nombreuses battues, incluant des recherches menées par la NASA à l'aide de F-18 volant à haute altitude et des fusées suborbitales Black Brant. Ces recherches sont très difficiles à mener à cause de l'éblouissement solaire. S'il existe des vulcanoïdes, on croit qu'ils ne dépassent pas 60 km de diamètre, taille qui aurait été détectée par les recherches effectuées jusqu'ici.

Très exactement, d’après des études à l’égard des effets de l'évolution collisionnelle concernant les ensembles hypothétiques de vulcanoides dans la région située entre 0,06 et 0,21 UA, il est prouvé que la zone des vulcanoides pourrait être peuplée.

Mais la fréquence et l'énergie de l'évolution collisionnelle à cette proximité du Soleil, ajoutées au rayonnement et aux petits débris à l’extérieur de cette région, contribuent ensemble à une activité et un environnement fortement intensif qui éroderait n'importe quelle population de corps rocheux placés dans une telle zone, à moins que les corps soient à des orbites circulaires inférieures à ~10^-3 ou écrasés par les effets de la mécaniques de Lossy. Le lieu le plus favorable pour que de tels corps résiduels survivent dans cette région est à l’intérieur d’orbites particulièrement circulaires près du bord externe de la zone dynamiquement stable des vulcanoides (c.-à-d., près de 0,2 UA), où l’évolution collisionnelle et le rayonnement, les petits corps et les débris sont moindres.

Si l'excentricité orbitale moyenne dans cette région dépasse ~10^-3, il est alors peu probable que plus de quelques centaines objets avec les rayons à peine plus grand qu'un kilomètre soient trouvés dans la Zone Vulcanoïde tout entière. En incluant même de plus grands objets avec un rayon de 30 kilomètres et ceux inférieur d’un rayon de 0,1 kilomètre, toute la masse de chaque corps dans la zone Vulcanienne ne saurait être supérieur à ~10^-6 masses terrestres. En dépit de la stabilité dynamique de grands objets dans cette région, il est plausible que la région entière soit dénuée d'objet de taille supérieure à 1 km.

Néanmoins, l'espoir subsiste car la région du système solaire étudiée est gravitationnellement stable et toutes les autres régions du même genre sont occupées par des objets mineurs. De plus, la surface cratérisée à saturation de Mercure indique qu'une population de vulcanoïdes a dû exister aux débuts du système solaire.

Les vulcanoïdes, s'ils existent, formeraient une sous-classe des astéroïdes Apohele.

Articles

• Robert Roy Britt, (Jan. 26, 2004) Elusive Vulcanoids: Search Reaches New Heights
• David Vokrouhlicky, Paolo Farinella et William F. Bottke, Jr., The Depletion of the Putative Vulcanoid Population via the Yarkovsky Effect. Icarus 148 147-152 (2000)

Observations

Des nuages de poussières intramercuriens s'agglomèrent de manière transitoire à 0,043 UA, ce qui a été confirmé par de nombreuses éclipses solaires. On ne peut pour autant parler d'une ceinture d'astéroïdes vulcanoïdes et on ne sait pas grand chose de ces objets en raison de la difficulté de l'observation.

On découvre cependant de plus en plus de corps mineurs proches du Soleil. Comme le cas de 2004 XY60 dont l'orbite va de 0,130 à 0,640 UA, ce qui le rapproche énormement des vulcanoïdes. Il existe des astéroïdes encore plus proches du Soleil, comme (137924) 2000 BD19 qui se trouve au plus près à 0,092 ua. Du fait de son passage près du Soleil, il est considéré comme un excellent candidat pour la mesure des effets de la relativité générale d'Albert Einstein qui devrait provoquer le déplacement de son périhélie de 27 secondes d'arc par siècle.

Puis en 1999, Wyn Evans et Serge Tabachnik ont fait des simulations qui ont montré que les orbites de corps mineurs sont stables dans cette zone.

Les recherches continuent pour confirmer ou infirmer l'existence de la ceinture de vulcanoïdes. La sonde américaine Messenger a par exemple été mise à contribution au cours de son périple interplanétaire, pour le moment sans résultat. Les deux problèmes qui entravent la recherche des vulcanoïdes sont leurs proximité vis à vis du Soleil et le diamètre minime des objets recherchés.