On sait que le Système solaire se compose principalement du Soleil, des neuf planètes et de leurs satellites. Mais on connaît également quatre grandes catégories d'objets secondaires qui sont plus ou moins liées entre elles : les astéroïdes, les comètes, les météorites et les poussières.

Les astéroïdes ou petites planètes sont des petits objets qui circulent pour la grande majorité entre les orbites de Mars et de Jupiter, les quatrième et cinquième planètes par ordre d'éloignement du Soleil. On en connaît plusieurs dizaines de milliers, découverts visuellement jusqu'en 1892 par les chasseurs d'astéroïdes, sur des plaques photographiques ensuite jusqu'au milieu des années 1980 et depuis principalement avec des caméras CCD, mais surtout on sait qu'ils existent par millions. Leurs diamètres varient de quelques mètres à 940 km pour le principal d'entre eux, Cérès, qui fait presque figure de planète et qui est connu depuis 1801.

On sait maintenant qu'il y a continuité entre l'espèce planète et l'espèce météorite, puisqu'il y a tous les intermédiaires possibles, que l'on appelle parfois des météoroïdes. Le Système solaire est donc peuplé de milliards d'objets de toutes tailles, avec bien sûr une prépondérance marquée pour les petits objets. Il est important à ce stade de notre étude d'insister sur ce point fondamental : le Système solaire n'est pas un système propre, avec son étoile, ses neuf planètes et quelques dizaines de satellites. Il est sillonné par toutes sortes de débris qui se meuvent sur des orbites qui peuvent être beaucoup plus excentriques que celles des grosses planètes. Ces débris ont donc des possibilités d'approches aux astres principaux et les collisions sont fréquentes à l'échelle astronomique.

Il est nécessaire de rappeler quelques définitions concernant les sigles, les types et les sous-types basés sur certaines caractéristiques orbitales particulières. Le nombre d’objets très important et des caractéristiques et une origine différentes nécessitent une classification cohérente et suffisamment précise qui n’est pas toujours prise en compte par les astronomes spécialisés.

On appelle NEA (sigle de Near-Earth Asteroids), les astéroïdes proches en français, ceux qui ont une distance périhélique inférieure à celle de Mars, soit 1,381 UA. Cette valeur a été ramenée à 1,300 UA, valeur beaucoup plus arbitraire, par les spécialistes américains. Le statut de NEA dépend donc uniquement de cette particularité.

On appelle EGA (sigle de Earth-Grazing Asteroids), les astéroïdes qui frôlent la Terre en français, ceux qui ont une distance minimale à l'orbite terrestre inférieure à 0,100 UA, soit 15 MK en chiffres ronds.

Depuis 1979, on reconnaît trois types différents de NEA, appelés aussi objets AAA (Aten - Apollo - Amor) (figure) :

— le type Aten qui concerne les astéroïdes qui circulent en moyenne à l'intérieur de l'orbite terrestre (a est inférieur à 1,000 UA), mais qui se trouvent à l'extérieur de cette orbite à l'aphélie (Q est supérieur à 1,000 UA) ;

— le type Apollo qui concerne les astéroïdes qui pénètrent à l'intérieur de l'orbite terrestre au périhélie (a est supérieur à 1,000 UA et q est inférieur à 1,000 UA) ;

— le type Amor qui concerne les astéroïdes dont le périhélie se trouve à l'extérieur de l'orbite terrestre et à l'intérieur du périhélie de Mars (q est compris entre 1,000 et 1,381 UA).

Seuls les NEA des types Aten et Apollo peuvent croiser l'orbite terrestre. Ce sont les Earth-crossers. En français, on les appelle les géocroiseurs.

Il est important de signaler que plusieurs objets de type Amor deviennent à certaines époques de type Apollo, du fait de l'augmentation de leur excentricité qui leur permet d'avoir q < 1,000 UA, et inversement des objets de type Apollo deviennent de type Amor. Quelques objets dont le mouvement est en libration avec celui de la Terre passent également du type Aten au type Apollo et inversement. Leur demi-grand axe est légèrement inférieur ou supérieur à a = 1,000 UA selon les époques. La classification en trois types n'est donc valable que pour la période actuelle.

On trouve des EGA dans les trois catégories d'objets. Il faut surtout se rappeler que tous les objets Aten, Apollo et Amor sont des NEA, mais seulement une partie d'entre eux sont des EGA.

Pour différencier des orbites qui peuvent être de dimensions assez différentes, nous distinguons quatre sous-types (figure) pour les types Apollo et Amor, en fonction de la valeur du demi-grand axe a, étant entendu que le type Aten est également un sous-type, puisque basé sur une valeur particulière de a. Ce sont :

— le sous-type 1 qui concerne les objets qui circulent en moyenne entre les orbites de la Terre et Mars (a compris entre 1,000 et 1,523 UA) ;

— le sous-type 2 qui concerne les objets qui circulent en moyenne entre l'orbite de Mars et l'anneau principal des astéroïdes (a compris entre 1,524 et 2,060 UA) ;

— le sous-type 3 qui concerne les objets qui circulent en moyenne dans l'anneau principal des astéroïdes et qui sont donc des membres de cet anneau (a compris entre 2,080 et 3,580 UA) ;

— le sous-type 4 qui concerne quelques rares astéroïdes qui circulent en moyenne à l'extérieur de cet anneau principal (a > 3,580 UA).

A noter donc que seuls les astéroïdes de sous-type 3 sont membres de l'anneau principal qui s'étend sur 1,50 UA (1 fois et demie la distance de la Terre au Soleil).

Enfin, concernant l’origine des NEA, on distingue les NEA planétaires, qui sont des vrais astéroïdes, probablement des fragments d’objets planétaires plus gros brisés à la suite de collisions dans l’espace, et les NEA cométaires, qui sont des noyaux de comètes éteintes ou en sommeil d'apparence astéroïdale.

On connaît quelques objets qui ont présenté une activité cométaire à certaines époques, mais qui sont aujourd’hui des astéroïdes, puisque ne présentant plus d’activité cométaire décelable. Ils sont catalogués à la fois comme comète et comme astéroïde.

Nous avons expliqué au chapitre 4, l'importance particulière d’Eros et d'objets comme Apollo, Adonis et Hermes, photographiés dans les années 1930, et qui établissaient enfin la preuve que la Terre est constamment frôlée par des petits astéroïdes, et que souvent à l'échelle astronomique certains d'entre eux percutent la Terre en dégageant une énergie considérable.

En 1947 on photographia 1947 XC, observé deux nuits seulement en décembre et donc tout de suite perdu. Il ne fut retrouvé accidentellement qu'en 1979 et s'est avéré d'un grand intérêt. C'est le fameux astéroïde cométaire Oljato, frère jumeau de P/Encke, dont nous aurons l'occasion de reparler. Il s'approche de l'orbite terrestre à 120 000 km seulement et frôle aussi Vénus et Mars.

Dans les années suivantes, quelques découvertes d'objets intéressants eurent lieu comme sous-produits d'autres programmes, notamment celles d’Icarus en 1949, de Geographos en 1951 et de Quetzalcoatl en 1953. Plusieurs de ces nouveaux objets, suivis trop peu de temps, durent attendre de nombreuses années pour être redécouverts et numérotés, car, jusqu'à la fin des années 1960, les astéroïdes n'eurent pas la cote. Ils étaient devenus la vermine du ciel.

Tout changea à partir de 1971, avec les premières recherches systématiques entreprises par Eugene Shoemaker (1928-1997) et Eleanor Helin à Palomar, recherches qui connurent un succès imprévu par son ampleur. En 1980, on connaissait une soixantaine de NEA, chiffre qui, contre toute attente (même celle des spécialistes les plus optimistes), allait passer à près de 150 à la fin des années 1980. En une seule décennie, le nombre des objets connus avait largement plus que doublé.

Le début des années 1990 vit enfin la réussite (après plusieurs années de tâtonnements) pour le télescope automatique Spacewatch, imaginé par Tom Gehrels et mis en station à l'observatoire de Kitt Peak. C'est le début des découvertes sans support film, ce qui est une révolution aussi importante que celle qui fit le bonheur de Wolf et Charlois dans les années 1890. Les caméras CCD enregistrent automatiquement sur ordinateur les positions d'objets très faibles, parmi lesquels de nombreux NEA.

La réussite fut si extraordinaire pour Gehrels et ses associés que plus de 350 objets étaient répertoriés fin 1994. C'est un triplement des découvertes qu'ont permis les caméras CCD. On a dépassé les 500 NEA (chiffre totalement inimaginable il y a seulement vingt ans) en 1997, un an avant le centenaire de la découverte d'Eros.

Les années 1995, 1996 et 1997 ont vu la découverte de plus de 150 nouveaux NEA (près de 50 par an en moyenne), avec l’apparition de nouvelles équipes spécialisées super performantes (NEAT/Nasa et surtout LINEAR/US Air Force). 1998 a été l’année de l’explosion avec plus de 200 découvertes. On est entré dans une période de banalisation, où seule une découverte sortant vraiment de l’ordinaire, comme celle de 1997 XF₁₁, EGA de taille kilométrique, soupçonné d’être un danger pour la Terre dans un proche avenir, fait encore parler, en dehors du milieu des initiés et des chercheurs spécialisés.

Depuis le début des années 1970, les astronomes ont obtenu un résultat fondamental : l'existence de plusieurs types physiques d'astéroïdes, que l'on peut associer avec certains types de météorites bien connues. Ce résultat est des plus logique dans la mesure où l'on sait qu'il y a continuité entre les deux espèces. Trente ans de travaux sur ce sujet très important ont permis de recenser une quinzaine de types physiques différents dont le tableau 6-1 rappelle les caractéristiques principales.

Les types S (objets silicatés) et C (carbonés) sont les principaux, mais on trouve des NEA dans certains autres, notamment M (métalliques) et V (objets originaires de Vesta). Les NEA cométaires sont principalement de type C ou D, mais il semble bien que certains soient de type S, car ils pourraient être recouverts d’une fine couche silicatée. Les choses sont loin d’être simples et les surprises à venir nombreuses.

On sait d'une manière certaine qu'une double solution s'impose pour l'origine des NEA : une origine planétaire et une origine cométaire. En fait, à ces deux origines bien distinctes, on en ajoute une troisième qui cohabite avec les deux autres : les objets mixtes, qui sont à la fois planétaires et cométaires.

On a longtemps pensé que les NEA planétaires existaient dans une proportion de 3 sur 4 (soit 75 %), pour 1 sur 4 (soit 25 %) cométaire. Aujourd'hui, ce rapport est considéré comme trop fort. Les spécialistes, dans leur majorité, penchent plutôt pour un rapport 60/40, le nombre des objets d'origine cométaire ayant été probablement sérieusement sous-estimé.

Mais si l'origine est double, on connaît plusieurs systèmes de renouvellement qui permettent au mécanisme de s'auto-entretenir et à l'impactisme planétaire de perdurer depuis quatre milliards d'années et pour longtemps encore. Nous allons dire quelques mots de ces différents mécanismes.

Certaines collisions importantes ou rasantes ne débouchent pas sur une fragmentation totale de l'astéroïde cible (le plus massif des deux), mais elles entraînent l'éjection de matière choquée de la surface dans l'espace. Suite à de tels impacts, des éclats d'astéroïdes deviennent donc des objets autonomes, propulsés dans le Système solaire sur des orbites assez différentes parfois de leur corps parent. Ainsi certains NEA recensés ont été dans un passé relativement récent (quelques millions d'années) partie intégrante d'astéroïdes plus gros.

On a un exemple excellent avec Vesta, le troisième astéroïde en importance (diamètre 500 km), le seul astéroïde différencié de type V (V pour Vesta justement) et corps parent des eucrites de nos collections de météorites. Sa surface est formée d'un assortiment complexe de roches ignées. On connaît plusieurs NEA avec des caractéristiques physiques identiques qui sont de tels éclats pouvant atteindre un diamètre kilométrique, mais qui sont en général de taille hectométrique. (figure)

Deuxième scénario catastrophe : la collision peut être telle que l'astéroïde cible est totalement brisé. Des millions de fragments remplacent la planète mère désintégrée. Certains vont rester groupés et former une famille d'astéroïdes, qui peut comprendre plusieurs milliers de membres de taille kilométrique et des centaines de milliers de taille hectométrique ou décamétrique.

On connaît depuis longtemps de telles familles. Dès 1918, Kiyotsugu Hirayama (1874-1943) avait mis en évidence les cinq principales, déjà bien identifiables à son époque : Flora, Maria, Koronis, Eos et Themis. Chacune de ces familles comporte un nombre variable de membres dont les éléments caractéristiques, au nombre de trois (ce sont le demi-grand axe, l'excentricité et l'inclinaison propre), restent à l'intérieur d'une fourchette assez étroite.

Mais au moment de la désintégration du corps parent, de nombreux fragments prennent leur autonomie et deviennent totalement indépendants, et très rapidement il devient impossible de les rapprocher des autres membres de la famille (figure). On sait que la majorité des NEA sont de tels objets, fragments de corps plus gros brisés et même souvent rebrisés à plusieurs reprises, de sorte que la diversité apparente des éléments orbitaux ne permet pas dans la plupart des cas de les rapprocher d'objets frères.

Jusqu’en 1996, tous les spécialistes étaient persuadés que ces familles étaient composées d’objets d’origine et de nature planétaire. C’est la découverte de la comète périodique P/Elst-Pizarro qui a jeté le trouble et le doute. Tout de suite, les spécialistes du calcul des orbites ont compris que la nouvelle comète faisait partie de la famille Themis. C’est la première fois que l’on se trouvait en présence d’une telle anomalie. D’autant plus que P/Elst-Pizarro a été retrouvée sur des plaques photographiques prises en 1939 sur lesquelles elle apparaît sous un aspect totalement astéroïdal. De nouvelles observations en 1997 ont montré à nouveau un corps astéroïdal sans aucune activité cométaire. (figure)

Que s’est-il passé en 1996 ? Les spécialistes pensent que cet objet a subi une collision dans l’espace et que la couche superficielle opaque qui le recouvrait a été brisée, libérant une activité cométaire (celle qui fut photographiée) provisoire. Ainsi, cet objet était une comète en sommeil, comme on sait qu’il en existe quand tous les éléments volatils qui la composent ne sont pas épuisés, mais seulement prisonniers sous une couche protectrice trop épaisse pour être brisée en temps normal. Une comète morte, elle, a épuisé définitivement ses éléments volatils et ne peut donc, en aucun cas, être sujette à un sursaut.

Autrement importante est la conséquence qu’il faut tirer de l’existence de P/Elst-Pizarro : le corps parent, le proto-THEMIS n’était pas un astéroïde, mais une comète ou un objet mixte, astéroïde-comète venu du disque de Kuiper. Cette comète aurait été capturée dans l’anneau des astéroïdes, où elle se serait trouvée une place permanente sur une orbite très stable. Seulement après cette installation, une collision importante l’aurait brisée, permettant par là même la création de la très nombreuse famille Themis. Dans un premier temps, une grande partie des fragments aurait donc eu une activité cométaire, jusqu’à ce que les éléments volatils se soient dispersés dans l’espace, ou soient recouverts d’une couche protectrice, celle-là même qui vient seulement d’être brisée très récemment (au début des années 1990) sur P/Elst-Pizarro.

Mais s’il s’agissait d’un objet mixte, plutôt qu’une vraie comète, il faut bien comprendre que de nombreux fragments étaient planétaires dès l’origine et n’ont jamais eu d’activité cométaire. Seuls certains résidus avaient une composition telle (principalement à base de glace et de gaz gelés) qu’elle fut capable d’engendrer une activité cométaire d’assez courte durée, compte tenu du diamètre restreint de la majorité des fragments.

Cette découverte très importante confirme donc que certains astéroïdes sont des résidus dégazés d’anciennes comètes, et aussi que certaines familles d’astéroïdes sont issues de la fragmentation de comètes formées et venues d’ailleurs et non d’astéroïdes primaires formés sur place.

C’est la preuve aussi que des NEA peuvent être des objets cométaires qui restent longtemps en sommeil et qui, grâce à un événement extérieur fortuit (souvent un petit impact qui perce la couche externe protectrice), redeviennent provisoirement cométaires, le temps du dégazage redevenu possible, mais presque obligatoirement dégazage résiduel, donc de très courte durée. On en a eu un autre exemple avec l’objet Wilson-Harrington, découvert en tant que comète périodique à très courte période en 1947, et redécouvert comme astéroïde en 1979, quand le dégazage de la petite partie de la comète exposée au Soleil fut terminé.

Un autre phénomène important à prendre en considération quand on étudie l’origine des NEA est l’émiettement. Tout redevient poussière, dans l’espace comme ailleurs… Aussi bien les astéroïdes cométaires que les vrais astéroïdes se fragmentent et s’émiettent.

On connaît plusieurs couples de NEA aux orbites caractéristiques très semblables qui ne se sont séparés que très récemment (quelques milliers d’années seulement dans certains cas), sans heurt majeur puisque les éléments orbitaux sont restés les mêmes. Seule l’orientation dans l’espace varie, la dispersion naturelle se faisant au rythme de quatre degrés par millénaire pour la longitude du nœud ascendant et pour l’argument et la longitude du périhélie.

Parmi les cas les plus frappants, on peut citer Icarus et Talos, deux astéroïdes cométaires de taille équivalente, Adonis et 1995 CS également d’origine cométaire mais de taille différente (1995 CS est un petit fragment d’Adonis qui est devenu autonome) (figure), mais aussi Geographos et 1992 SK, deux vrais astéroïdes récemment séparés, probablement à la suite d’un choc dans l’espace.

L’émiettement progressif des astéroïdes, et surtout ceux d’origine cométaire qui sont de nature plus fragile, laissent livrés à eux-mêmes une quasi-infinité de petits corps minuscules, de quelques mètres ou même de quelques dizaines de centimètres seulement, qui deviennent des objets autonomes et que l’on regroupe globalement sous le nom générique de météoroïdes. Les noyaux cométaires, notamment, après émiettement laissent la place à des milliers, et même parfois à des millions, de boules de glace dont la vie est éphémère mais dont le renouvellement est permanent. Aucun de ces fragments ne présente plus d’activité cométaire décelable.

En 1986, l’astronome américain Louis Frank émit la curieuse hypothèse que la Terre était constamment bombardée par de telles boules de glace cosmiques, dont le diamètre pourrait atteindre parfois quelques dizaines de mètres de diamètre. Compte tenu de leur composition fragile, ces boules de glace se désintégreraient dès leur entrée dans l’atmosphère terrestre, du fait de leur réchauffement rapide dû au freinage subi dans les couches externes de l’atmosphère terrestre.

Pour résumer ce problème très important de l’origine des NEA, on peut dire qu’ils se divisent en deux grands groupes : les NEA planétaires et les NEA cométaires.

Les NEA planétaires sont considérés comme des objets issus de la fragmentation, relativement récente (car pratiquement aucun NEA n'a une espérance de vie supérieure à 100 MA contre 4,6 milliards d'années au Système solaire) d'astéroïdes de l'anneau principal (2,08-3,58 UA) qui, à l'origine ne venaient pas à l'intérieur de l'orbite de Mars.

Les NEA cométaires sont considérés comme des noyaux de comètes ayant perdu tous leurs éléments volatils. Dans certains cas, il peut s'agir de comètes en sommeil, pour lesquelles le noyau est provisoirement inactif car entouré d'une carapace de poussière ou de substance opaque qui empêche toute activité de type cométaire. On sait que l'espérance de vie active des comètes à très courte période (moins de 12 ans) est extrêmement courte à l'échelle astronomique. Elle se chiffre en dizaines de milliers d'années pour des noyaux de taille kilométrique et en milliers d'années seulement pour ceux de taille hectométrique. Les noyaux de comètes survivent donc ensuite avec un aspect astéroïdal pendant plusieurs millions d'années, si le noyau est suffisamment résistant pour éviter la fragmentation ou l'émiettement à l'occasion d'approches serrées aux planètes.

On dispose aujourd'hui de quelques éléments d'appréciation pour distinguer les deux populations qui cohabitent aussi bien dans les trois types de NEA : Aten, Apollo et Amor. On pense notamment que les types physiques S, M et V concernent les vrais astéroïdes et les types C et D les noyaux cométaires. Mais on se base également sur les éléments orbitaux, une très forte excentricité et une très forte inclinaison étant un indice d'origine cométaire. La grande majorité des nombreux NEA présentant de fortes variations dans leur courbe de lumière sont des vestiges d'objets brisés lors de collisions.

Le nombre important de comètes actives à très courte période observées oblige à admettre un nombre de NEA cométaires très élevé, 100 000 de plus de 100 mètres de diamètre moyen d'après les chiffres retenus actuellement (250 000 NEA et 40 % d'origine cométaire). Cependant, il faut signaler que l'on ignore encore la proportion exacte de comètes ayant un vrai noyau solide, capables de survivre sous forme d'astéroïdes en évitant la sublimation totale de leurs matériaux (glace et gaz gelés notamment), ainsi que la fragmentation, phénomène assez courant pour les comètes.

Les NEA sont de très petits objets comparativement aux grosses planètes et même aux astéroïdes principaux qui ont plus de 100 km de diamètre (figure). Les diamètres moyens approximatifs des astéroïdes peuvent être calculés à partir de leur magnitude absolue H. Nous disons moyens car les astéroïdes en général, et les NEA en particulier, peuvent avoir n'importe quelle forme. Tous les astéroïdes d'origine planétaire sont des objets brisés et donc des fragments informes, et ceux d'origine cométaire sont des noyaux de comètes dégazées qui ne sont par forcément sphériques, même si en général ils présentent une courbe de lumière moins irrégulière que les vrais astéroïdes.

Cette magnitude absolue H est l'éclat qu'aurait un astéroïde situé à 1,00 UA (150 MK) de la Terre et du Soleil, avec un angle de phase nul. C'est un paramètre important à partir duquel on calcule toutes les autres magnitudes et les diamètres.

Parmi les NEA connus, trois seulement dépassent 15 km de diamètre moyen. Il s'agit de Ganymed, de loin le plus gros, qui a autour de 40 km, d'Eros qui a 23 km de diamètre moyen (avec un grand axe de 36 km) et de Don Quixote, un astéroïde cométaire de 20 km environ. Tous les trois sont du type Amor et ne présentent pas de danger pour la Terre pour la période actuelle. Quelques autres objets des types Apollo et Amor ont entre 5 et 10 km. On découvre encore actuellement des NEA avec des diamètres de 3 km et plus. Tous ces astéroïdes, dont la plupart sont condamnés à heurter une planète dans l’avenir, sont capables de faire des dégâts importants si la cible finale doit être la Terre.

Il existe plusieurs méthodes pour calculer le nombre de NEA, et chaque spécialiste a la sienne. Si les résultats peuvent varier dans le détail, une constante ressort inévitablement : leur nombre total est très élevé, et les objets sont d'autant plus nombreux qu'ils sont petits.

En 1982, dans La Terre bombardée, nous donnions le nombre de 60 000 pour les NEA de plus de 100 mètres de diamètre moyen et celui de 30 000 (50 % du total) pour les EGA. Ces chiffres correspondaient aux connaissances de l’époque. Il s’est avéré que le nombre de NEA a été très longtemps sous-estimé. L’introduction de méthodes modernes de détection a chamboulé l’ancienne vision et a logiquement débouché sur une nouvelle estimation, revue nettement à la hausse, du nombre de NEA et d’EGA qui, grosso modo représentent toujours 50 % comme auparavant.

Objets de 5 km         NEA = 20                     //   EGA = 10
Objets de 1 km         NEA = 1500                 //   EGA = 750
Objets de 500 m       NEA = 20 000              //   EGA = 10 000
Objets de 100 m       NEA = 250 000            //   EGA = 125 000
Objets de 50 m         NEA = 20 000 000       //   EGA = 10 000 000

Ainsi, on voit que pour les objets de 100 mètres, les anciennes estimations ont été multipliées par 4,2, ce qui d’ailleurs n’est pas énorme. Pour les objets les plus brillants, il n’y a que très peu de changements. C’est au niveau des objets minuscules que la progression est spectaculaire. En fait, pour les NEA d’une dizaine de mètres, leur nombre se chiffre en milliards et pour les autres astéroïdes de l’anneau principal, il est quasiment illimité. Heureusement que l’atmosphère terrestre est là pour nous protéger de cette mitraille cosmique.

On entend par approche possible, la distance entre les orbites de la Terre et celle de l’astéroïde ou de la comète. A l’échelle astronomique, cette distance minimale (constamment variable avec le temps) peut être atteinte assez souvent, ou tout au moins approchée de près.

Il faut bien savoir que certains NEA s’approchent fortement de la Terre (ce sont alors également des EGA), d’autres pas, même parmi les objets Aten et Apollo qui croisent l’orbite terrestre. Cette distance entre les orbites évolue sans cesse selon l’orientation des orbites dans l’espace.

On distingue quatre sortes d’approches possibles différentes :

— les TFAP (T), Très Fortes Approches Possibles, inférieures à 0,050 UA ;
— les FAP (F), Fortes Approches Possibles, comprises entre 0,050 et 0,100 UA ;
— les AMP (M), Approches Moyennes Possibles, comprises entre 0,100 et 0,200 UA ;
— les FAP (P), Pas d’Approches Possibles inférieures à 0,200 UA.

Les objets ayant une TFAP ou une FAP à la Terre sont des EGA au sens strict ; ceux qui ont une TFAP et plus de 130 mètres sont également des PHA. Les autres objets sont uniquement des NEA pour la période actuelle. Mais de nombreux objets peuvent passer d’un statut à l’autre, au fur et à mesure de l’évolution des différents éléments orbitaux.

Le tableau 6-2 donne les 25 EGA numérotés fin 1998 qui ont actuellement les plus fortes approches à l’orbite terrestre (appelées approches possibles), mais il faut savoir que de nombreux autres objets non encore numérotés ont des caractéristiques identiques.

Depuis 1970, nous tenons à jour la liste des approches possibles pour tous les NEA connus. L’époque où des objets comme Apollo (Dm = 0,025 UA) et même Adonis (Dm = 0,013 UA) figuraient encore dans les dix premiers est loin. Fin 1998, plus de 40 EGA ont Dm < 0,0034 UA, soit 500 000 km du centre de la Terre. Pour entrer dans le "top 10", un EGA doit être sur une orbite de quasi-collision (Dm < 0,0010 UA, soit 150 000 km, c’est-à-dire une distance insignifiante à l’échelle astronomique).

Certains objets de taille kilométrique, comme 1994 PC₁ et Oljato qui figurent en tête du tableau 6-2, ou d’autres comme Midas, Toutatis et Phaethon (lié à l’essaim météoritique des Géminides), s’annoncent dangereux pour la Terre à moyen terme (quelques milliers d’années) et devront peut-être être détruits pour éviter une catastrophe dont la civilisation actuelle ne se remettrait que difficilement.

Signalons encore deux objets remarquables qui sont de temps à autre sur une authentique orbite de collision. 1994 GV, un objet d’une dizaine de mètres, n’est pas très dangereux (sauf éventuellement au niveau local) du fait de sa petite taille. Par contre, 1993 VB a un diamètre de 400 mètres et pourrait s’avérer très menaçant au cours des siècles prochains. Lui aussi devra peut-être être détruit pour éviter une catastrophe qui, si elle ne serait pas globale, pourrait être néanmoins très sérieuse.

Le tableau 6-3 donne quelques renseignements sur les approches réelles inférieures à 0,010 UA, soit 1,5 MK, approches passées uniquement. Plus de 25 sont recensées, ce qui n'est qu'une infime partie de toutes les approches déjà effectuées par tous les objets qui peuvent s'approcher de notre planète.

Ce tableau devra être remis constamment à jour, car il y a du nouveau chaque année. Ainsi l’approche historique d’Hermes du 30 octobre 1937 (0,0049 UA = 0,73 MK), qui a été le record absolu durant plus d’un demi-siècle, ne figure plus parmi les dix approches les plus serrées. D’abord battu par Asclepius en mars 1989 (0,0046 UA = 0,69 MK), le record a été pulvérisé par 1991 BA, un EGA de moins de 10 mètres de diamètre, en janvier 1991 (0,0011 UA = 0,165 MK). Deux autres objets de même calibre l’ont amélioré depuis : 1993 KA₂ en mai 1993 (0,0010 UA = 0,150 MK) (figure) et 1994 XM₁ en décembre 1994 (0,0007 UA = 0,105 MK) (figure).

Mais le tableau rappelle une évidence : le 10 août 1972, le fameux météore du Montana a frôlé la surface terrestre à 58 km d’altitude, ricochant dans l’atmosphère terrestre avant de repartir dans l’espace. Il s’agissait d’un objet d’une quinzaine de mètres qui n’a pas reçu de désignation provisoire, car il n’a été observé que durant quelques dizaines de secondes. Ce record ne sera jamais battu, car il constitue pratiquement l’approche minimale possible. Une approche inférieure à 50 km déboucherait obligatoirement sur une désintégration ou un impact.

Il faut noter dans la liste l’approche de 1994 PC₁ en janvier 1933 : 0,0075 UA, soit 1,12 MK. C’est le seul EGA d’un diamètre supérieur au kilomètre qui y figure. Il ne fut pas découvert pour autant, bien qu’il ait été un objet facile à l’époque (cette approche a été calculée rétroactivement). Cela montre bien que des objets très dangereux ont longtemps échappé aux observateurs les plus qualifiés.

La fréquence de l'impactisme terrestre est principalement liée à l'espérance de vie des NEA. Celle-ci est courte à l'échelle astronomique, très inférieure à l'âge présumé du Système solaire. Cela est fort logique, quand on sait que les astéroïdes sont des astres brisés, souvent à plusieurs reprises. L'espérance de vie moyenne des objets pénétrant à l'intérieur de l'orbite de Mars, les Mars-crossers, est estimée en gros à 100 MA, avec des extrêmes pouvant aller de 1 MA à 1000 MA environ. Un Mars-crosser a donc une espérance de vie moyenne 50 fois inférieure à celle du Système solaire à son stade actuel d'évolution.

Les objets des types Apollo et Aten, les géocroiseurs, ont une espérance de vie encore dix fois plus courte que les Mars-crossers et plusieurs astronomes qui ont fait des simulations sur le sujet leur octroient seulement 10 MA en moyenne en tant qu'astres indépendants.

Ces âges, qui ne sont que des ordres de grandeur, ont été obtenus par comparaison avec ceux des météorites. On peut calculer avec une bonne approximation la durée d'exposition de ces objets aux rayons cosmiques, durée qui correspond à leur âge en tant qu'objets autonomes dans l'espace depuis la dernière fragmentation dont ils sont issus. Pour les chondrites ordinaires (types H, L et LL) qui représentent la majorité des NEA, la fourchette des âges probables va de moins de 1 MA à 50 MA. Il semble que l'espérance de vie des sidérites, qui sont beaucoup moins sujettes à la fragmentation, du fait d'une résistance largement supérieure, soit sensiblement plus élevée, dans de nombreux cas supérieure à 100 MA.

Environ 1 NEA sur 2 croise l'orbite terrestre, soit environ 125 000 objets de plus de 100 mètres de diamètre moyen. La combinaison des chiffres concernant le nombre total de NEA et ceux de leur espérance de vie moyenne permet d'obtenir la fréquence d'élimination individuelle d'un NEA, selon son type orbital, sa magnitude absolue et son diamètre.

Pour ce livre, nous avons recalculé tous les chiffres concernant les fréquences d’élimination et d’impact sur les différentes planètes. Nos chiffres de 1982 étaient basés sur un nombre d’objets recensés à l’époque qui n’atteignait pas la centaine, alors que les nouveaux sont basés sur plus de 700 NEA recensés fin 1998.

Le tableau 6-4 donne la fréquence d’élimination individuelle des NEA, étant entendu que leur espérance de vie reste la même en moyenne : 10 MA. La part attribuée à chaque planète est assez aléatoire et varie selon la méthode et les chiffres utilisés, mais certaines constantes émergent. Les quatre planètes intérieures récupèrent globalement 50 % du total (Mars 15 %, la Terre 20 %, Vénus 10 % et Mercure 5 %). Les 50 % restants se répartissent de la façon suivante : Soleil 15 %, astéroïdes, Lune et satellites 5 %, désintégration et émiettement 20 %, expulsion sur une orbite extérieure 10 %.

Ces chiffres ne sont évidemment que des ordres de grandeur. L’exemple de la comète d’Aristote (génitrice du groupe de Kreutz, voir chapitre 7) laisse à penser à certains spécialistes que la part du Soleil pourrait être nettement plus importante que les 15 % que nous lui accordons. Certaines simulations semblent montrer que la combinaison : attraction du Soleil + orbite chaotique conduirait pour certains astéroïdes et comètes lacunaires à une collision directe avec le Soleil (q devenant très proche de 0,001 UA), ou à une désintégration dans la proche banlieue solaire et à la formation d’une poussière cosmique constamment renouvelée.

Il est possible que la part du Soleil et celle de l’expulsion aient été sous-estimées, de telle sorte que la Terre ne serait plus destinataire de 20 % des NEA existants des types Aten et Apollo, mais seulement de 10 % (hypothèse basse). Si tel était le cas, la fréquence d’impact serait à diminuer d’un facteur 2, mais nous préférons actuellement l’hypothèse haute.

On entend par astéroïdes minuscules, ceux de moins de 100 mètres de diamètre moyen. Il apparaît que ceux-ci doivent être traités différemment des autres. Leur nombre est énorme : 20 000 000 de NEA et 10 000 000 d’EGA de 50 mètres, un nombre embarrassant pour les spécialistes, mais qu’il faut prendre obligatoirement en considération.

Il s’agit ni plus ni moins que de la poussière cosmique à l’échelle astronomique. S’il n’existait pas de processus de destruction, chaque décennie verrait un impact terrestre, ce qui est contraire aux observations depuis deux siècles. En fait, il existe trois mécanismes de destruction qui entrent en jeu : désintégration et émiettement dans l’espace et destruction dans l’atmosphère terrestre, mécanismes qui sont beaucoup plus efficients pour les petits objets que pour ceux qui sont de taille hectométrique ou kilométrique, notamment du fait qu’il s’agit très souvent de fragments cométaires dont la cohésion structurale est de mauvaise qualité. Une simple approche très serrée à une planète peut déboucher sur une fragmentation sévère, voire sur une désintégration totale. De plus, il s’avère que les objets minuscules sont condamnés à l’émiettement quand ils pénètrent dans l’atmosphère terrestre, et ils ne franchissent que très rarement la totalité des différentes couches atmosphériques.

Nous précisons bien que tous les chiffres que nous donnons dans cette section sont variables avec le temps, la désintégration d’une comète (comme celle d’Aristote, génitrice du groupe de Kreutz) ou d’un centaure (comme HEPHAISTOS) pouvant ponctuellement, pour quelques centaines de milliers d’années, augmenter sérieusement le nombre d’objets dans l’environnement immédiat de la Terre. On peut quasiment parler de pollution astronomique. On le voit nettement encore aujourd’hui avec le Complexe des Taurides, vaste courant d’objets minuscules qui circulent sur des orbites similaires, apparentées à un progéniteur commun.

La fréquence d'élimination que nous donnons peut paraître trop forte à certains spécialistes. A notre avis, il n'en est rien. On sait que les NEA se renouvellent sans cesse, notamment la part cométaire, par l'introduction dans le Système solaire proche d'objets en provenance du disque de Kuiper ou du nuage de Oort. Des objets mi-planétaires mi-cométaires souvent, dont la cohésion ne résiste pas à l'approche d'une des grosses planètes (Jupiter surtout, mais aussi Saturne, Uranus ou Neptune) et qui se fragmentent en une multitude d'objets plus petits. Mais on sait depuis le début des années 1990 que ces anciens membres du disque de Kuiper, qui passent souvent par le type intermédiaire de centaure, peuvent dépasser 100 km dans certains cas, et que leurs fragments peuvent dépasser largement les 10 km. Un diamètre de 3 km ne peut être considéré comme exceptionnel, on l'a vu avec les fragments de HEPHAISTOS, dont plusieurs dépassent ce diamètre.

Les données actuelles nous laissent à penser qu'environ 1 NEA de type Aten et Apollo sur 5 entrera en collision avec la Terre (en 1982, nous donnions 1 objet sur 3, du fait de la sous-estimation de la part revenant au Soleil et à l’expulsion). La combinaison de cette nouvelle information avec celles dont nous avons fait état plus haut concernant la fréquence d'élimination individuelle permet de connaître la fréquence des collisions sur la Terre et sur les parties émergées et immergées de notre globe. Le tableau 6-5 donne cette fréquence des collisions pour différentes catégories de diamètre.

On peut admettre au vu des données actuelles (toujours comme de simples ordres de grandeur), pour des objets entrant dans l'atmosphère, que, en moyenne :

— 1 EGA de 100 mètres heurte la Terre tous les 350 ans, les océans tous les 500 ans et les terres émergées tous les 1200 ans ;
— 1 EGA de 300 mètres heurte la Terre tous les 3500 ans, les océans tous les 5000 ans et les terres émergées tous les 12 000 ans ;
— 1 EGA de 500 mètres heurte la Terre tous les 10 000 ans, les océans tous les 15 000 ans et les terres émergées tous les 35 000 ans ;
— 1 EGA de 1 km heurte la Terre tous les 50 000 ans, les océans tous les 70 000 ans et terres émergées tous les 170 000 ans.

Dans les chapitres suivants, nous reviendrons sur ces chiffres quand nous étudierons les conséquences de l'impactisme. Nous précisons bien qu'il s'agit d'objets entrant dans l'atmosphère, et non ceux qui touchent effectivement le sol, qui sont évidemment moins nombreux, dans la mesure où la fragmentation, et même la désintégration, sont chose courante, surtout pour les petits objets. Heureusement, quand on sait le danger que représente un impact océanique, comme nous le verrons en détail au chapitre 13.

On connaît le diamètre approximatif des EGA, ainsi que leur densité probable. Il est donc possible de calculer leur énergie cinétique au moment de l'impact, avec la formule classique : Ec = ½ mv². Cette énergie cinétique est égale au demi-produit de la masse par le carré de la vitesse d'impact. La vitesse est donc un facteur très important, puisqu'une vitesse double entraîne une énergie cinétique multipliée par 4.

On sait que tous les EGA connus ont des orbites directes et donc que leur vitesse à la distance de la Terre au Soleil ne peut pas être supérieure à 42,1 km/s (vitesse parabolique de la Terre). En fait, leur vitesse à r (rayon vecteur) = 1,00 UA est comprise entre 25 km/s (EGA de type Aten) et 38 km/s (EGA de type Apollo avec a > 2,50 UA et e > 0,70).

La vitesse géocentrique d'un EGA est une vitesse relative qui résulte de la combinaison de la vitesse propre de l'objet avec celle de la Terre (qui varie entre 29,3 et 30,3 km/s du fait de la légère excentricité de l'orbite terrestre). Cette vitesse géocentrique est la vitesse au moment de l'impact (à peu de choses près, car il faut aussi prendre en compte l'accélération due à l'attraction terrestre). On admet, comme moyenne une vitesse d'impact de 20 km par seconde, ce qui est énorme, mais avec des extrêmes qui peuvent atteindre 10 et 35 km/s selon la géométrie des orbites.

Il faut encore préciser qu'à partir d'une certaine masse (quelques dizaines de milliers de tonnes, soit une vingtaine de mètres de diamètre), les EGA ne sont pratiquement plus freinés durant leur traversée de l'atmosphère et ils gardent donc une fraction très importante (plus de 90 %) de leur vitesse initiale.

Le tableau 6-6 donne, en joules, les énergies cinétiques des EGA pour différents diamètres et pour quatre densités typiques : 2,5 pour les objets carbonés (type C), 3,5 pour les aérolithes typiques (type S), 5,0 pour les sidérolithes (type S également) et 7,8 pour les sidérites (type M). La vitesse d'impact prise en compte est 20 km/s, valeur considérée comme moyenne par les spécialistes.

L’hypothèse de la capture, il y a quelques dizaines de milliers d’années, dans le Système solaire intérieur d’une grosse comète, proposée par les néo-catastrophistes britanniques, est extrêmement intéressante et probablement fondée. Le nombre d’astéroïdes connus issus de la fragmentation et de l'émiettement ultérieur d'un corps cosmique unique est en constante augmentation. Et surtout tous ces objets sont assez facilement identifiables, grâce à leur très forte excentricité (dans la fourchette 0,70-0,85 en général) et leur faible inclinaison (entre 0 et 12°), les valeurs du demi-grand axe étant plus dispersées, suite à des perturbations différentes. Certains membres ont été accélérés et ont vu leur période diminuer, quittant l’anneau principal (sous-type 3) où ils ont "commencé leur carrière" pour devenir de sous-type 2, avec a < 2,00 UA.

On penche aujourd’hui pour la capture d’un centaure plutôt que d’une comète géante arrivant directement du disque de Kuiper. C’est HEPHAISTOS. On sait que ces centaures sont souvent des objets mixtes, mi-astéroïdes/mi-comètes et que leurs fragments peuvent être de nature différente, ce qui est moins paradoxal qu’il n’y paraît. Certains ont eu une activité cométaire, mais pas tous. Le type physique de ces fragments est différent selon leur composition de surface, et c’est bien ce que l’on observe avec les divers fragments recensés. Un des fragments de HEPHAISTOS, qui n’est pas le plus gros, loin de là, après une longue période de sommeil durant laquelle il a été un NEA cométaire parmi d’autres, s’est réveillé, peut-être à la suite d’un choc dans l’espace. C’est P/Encke, la fameuse comète périodique qui n’est à nouveau active que depuis trois siècles seulement et pour très peu de temps (deux ou trois siècles au maximum).

La découverte par le calcul que P/Encke et Oljato étaient encore, il y a moins de 10 000 ans, un seul et même fragment de HEPHAISTOS a été une découverte essentielle pour comprendre la complexité de notre histoire cosmique récente. A la fragmentation initiale, il s’est ajouté une fragmentation ultérieure et un véritable émiettement, du fait de la très faible cohésion de certains fragments et des très fortes approches aux planètes qu’ils ont subies. Mais comme la rupture initiale est quasi contemporaine (à l’échelle astronomique), la désintégration est loin d’être terminée et elle se poursuit encore actuellement quasiment sous les yeux des astronomes.

Nous reparlerons plus en détail de l’hypothèse HEPHAISTOS au le chapitre consacré aux comètes, car P/Encke est le fragment le plus connu et c’est par rapport à cette comète que l’on situe les divers courants météoriques associés, courants déjà dispersés et issus eux-mêmes de l’émiettement d’objets secondaires qui se sont séparés bien après le cataclysme initial qui a donné naissance à des fragments majeurs comme Hephaistos et Heracles. Une partie de ces divers courants et de nombreux astéroïdes sont des composants du Complexe des Taurides. L’origine commune ne fait pas de doute, la désintégration du corps parent non plus. La Terre en a obligatoirement subi les conséquences, et c’est l’une des grandes leçons des années 1980, durant lesquelles le phénomène a été mis en évidence par les néo-catastrophistes britanniques.

Il n’empêche qu’aujourd’hui la quasi-totalité des fragments générés par HEPHAISTOS sont des astéroïdes, définitivement dégazés pour ceux qui ont eu une activité cométaire. On est en droit d’attendre la découverte de plusieurs centaines de membres de taille kilométrique et hectométrique, ce qui est énorme et montre bien que l’environnement terrestre est complètement pollué par des produits de désintégration cométaire. Heureusement que notre atmosphère est un écran de protection très efficace pour tout le matériel fragile d’origine cométaire et qu’elle est en mesure de faire elle-même le plus gros du ménage. Il semble bien que les fragments de glace de taille décamétrique, ainsi que les fragments carbonés (type C) soient condamnés à une désintégration quasi complète. Mais d’autres sont composés de roches (type S et même type E), avec une cohésion nettement supérieure. L’objet de la Toungouska, baptisé aujourd’hui Ogdy, serait l’un d’eux.

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