Ceinture d'astéroïdes : Une planète qui ne s'est jamais formée

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Ceinture d'astéroïdes : Une planète qui ne s'est jamais formée

Il y a cinquante ans, le 15 juillet 1972, Pioneer 10 est devenu le premier vaisseau spatial à atteindre la ceinture d'astéroïdes. Nous souhaitons profiter de cette occasion pour parler de cette curieuse région du système solaire. Comment la ceinture s'est-elle formée ? Serait-ce les vestiges d'une planète perturbée il y a des milliards d'années ? Découvrez dans cet article les réponses à ces questions et à bien d'autres encore.

Contenu

Qu'est-ce que la ceinture d'astéroïdes ?

La ceinture d'astéroïdes est une région située entre Mars et Jupiter qui abrite la plupart des astéroïdes du système solaire et délimite la frontière entre les planètes rocheuses intérieures et les géantes gazeuses extérieures. Elle est également parfois appelée la ceinture principale d'astéroïdes pour la distinguer de la ceinture de Kuiper. La ceinture principale contient quatre grands corps - Cérès, Vesta, Pallas et Hygiea - et des millions de plus petits.

Qui a découvert la ceinture d'astéroïdes ?

La ceinture d'astéroïdes n'était pas connue avant le milieu du 19e siècle. Toutefois, la zone située entre Mars et Jupiter avait attiré l'attention des astronomes bien avant cela - ils y cherchaient une planète.

En 1766, l'astronome allemand Johann Daniel Titius a suggéré l'hypothèse suivante : en partant du centre du système solaire, chaque planète devrait être située à environ deux fois plus loin du Soleil que la planète qui la précède. En vertu de cette hypothèse (aujourd'hui connue sous le nom de loi Titius-Bode), il existait une planète non encore découverte entre les orbites de Mars et de Jupiter !

De nombreuses personnes sont devenues obsédées par cette idée. Ainsi, un groupe d'astronomes allemands appelé la Police Celestial avait pour objectif d'organiser un grand projet international et de trouver la planète manquante. Néanmoins, ils ont été devancés par un astronome italien Giuseppe Piazzi qui a découvert Ceres en 1801. Le corps céleste (ou objet céleste) était situé à la distance presque exacte prédite par la loi de Titius-Bode (souvent appelée loi de Bode).

Bien évidemment, Cérès était initialement considérée comme la planète manquante. Pourtant, d'autres objets similaires ont très rapidement été trouvés dans la même zone. En 1802, la chance sourit à la police céleste : son membre Heinrich Olbers (l'auteur du paradoxe d'Olbers) a découvert Pallas. Par la suite, la police connaît un véritable essor : en 1804, Karl Harding a observé Juno, et en 1807, Heinrich Olbers a fait sa deuxième découverte en observant Vesta.

Alors que de plus en plus de corps célestes étaient découverts entre Mars et Jupiter, il est devenu évident qu'ils étaient trop petits pour être considérés comme des planètes. William Herschel, qui avait découvert Uranus, a inventé le terme « astéroïde », qui est resté. Vers les années 1850, l'expression « ceinture d'astéroïdes » est devenue courante.

Ainsi, il n'y a pas eu de découvreur unique de la ceinture d'astéroïdes. Giuseppe Piazzi a observé le premier objet de la ceinture, avant que d'autres astronomes ne contribuent en trouvant d'autres corps célestes dans cette région.

Une note de bas de page importante à propos de la loi Titius-Bode qui est à l'origine de toute cette histoire : lorsque Neptune a été découverte en 1846, son emplacement ne correspondait pas aux prédictions de Titius. Il semble que la loi de Titius-Bode était juste une coïncidence mathématique plutôt qu'une loi physique réelle !

Comment la ceinture d'astéroïdes s'est-elle formée ?

A priori, les astronomes pensaient que la ceinture d'astéroïdes s'était formée après la destruction d'une grande planète. Cette théorie incombe à Heinrich Olbers, que nous avons déjà mentionné plus haut. La planète hypothétique a été appelée Phaeton. L'hypothèse de la « planète perturbée » a été appuyée par de nombreux astronomes du monde entier et est restée influente jusqu'à la fin du XXe siècle.

D'après les études modernes, la ceinture d'astéroïdes est plus probablement une planète qui ne s'est jamais formée. Il y a environ 4,6 milliards d'années, aux débuts du système solaire, de petits morceaux de poussière cosmique (appelés planétésimaux) se sont constitués par un processus d'accrétion. Quelques-uns de ces planétésimaux sont finalement devenus les planètes que nous connaissons aujourd'hui. Cependant, dans la région entre Mars et Jupiter, l'influence gravitationnelle de Jupiter n'a pas permis aux planétésimaux de s'accréter en une planète - au lieu de cela, ils sont entrés en collision et se sont fragmentés. C'est pourquoi nous voyons maintenant la ceinture d'astéroïdes dans cette zone.

Qu'est-ce qui compose la ceinture d'astéroïdes ?

La ceinture d'astéroïdes se compose principalement d'astéroïdes de type C ou carbonés. D'autres types communs sont les astéroïdes de type S ou silicates et les astéroïdes de type M ou métalliques.

La grande majorité des astéroïdes sont relativement petits - seuls environ 30 astéroïdes ont un diamètre supérieur à 200 km. Les plus gros objets de la ceinture d'astéroïdes sont Ceres (940 km), Vesta (525 km), Pallas (510 km) et Hygiea (410 km). Ces quatre corps célestes constituent environ la moitié de la masse de l'ensemble de la ceinture d'astéroïdes. Il est important de noter que Ceres est à présent considéré comme une planète naine, ce qui fait de Vesta le plus grand astéroïde de la ceinture.

Cérès est le seul corps de la ceinture d'astéroïdes qui est suffisamment vaste pour conserver une forme sphérique. Il en résulte que la plupart des astéroïdes ressemblent à des pommes de terre grumeleuses, bien que certains aient des formes plus inhabituelles, comme le 216 Kleopatra qui ressemble à un os de chien.

Bien que vous ayez pu voir des films de science-fiction, la ceinture d'astéroïdes n'est pas un endroit très fréquenté. Elle est si énorme que l'espacement moyen entre deux astéroïdes est d'environ un million de km ! Les vaisseaux spatiaux traversant la ceinture d'astéroïdes n'ont donc pratiquement aucune chance d'entrer en collision.

De surcroît, les astéroïdes de la ceinture ne sont pas répartis uniformément - dans certaines zones, ils sont pratiquement absents. Ces zones, appelées les lacunes de Kirkwood, sont débarrassées des astéroïdes sous l'influence gravitationnelle de Jupiter. Les lacunes de Kirkwood ont été baptisées du nom de l'astronome américain Daniel Kirkwood, qui les a observées pour la première fois en 1866.

Quel vaisseau spatial a visité la ceinture d'astéroïdes ?

Depuis les années 1970, de multiples sondes spatiales ont touché la ceinture d'astéroïdes et étudié ses objets. Nous mentionnerons les trois missions les plus marquantes du passé ainsi qu'une mission future passionnante.

  • Le premier vaisseau spatial à atteindre la ceinture d'astéroïdes a été Pioneer 10; lors de sa mission vers Jupiter, il a traversé la ceinture en 1972.
  • Le vaisseau spatial Galilée a étudié les astéroïdes Gaspra et Ida en 1989 et a découvert la première lune autour d'un astéroïde - Dactyl, la lune d'Ida.
  • La sonde spatiale Dawn a été la première à visiter les astéroïdes Vesta (en 2011) et Cérès (en 2015).
  • Le vaisseau spatial Psyche, dont le lancement est prévu en 2023, visitera l'astéroïde 16 Psyche. Les chercheurs pensent que cet astéroïde pourrait être le noyau de fer d'une protoplanète de la taille de Mars.

Pouvez-vous visualiser la ceinture d'astéroïdes ?

On ne peut pas voir la ceinture elle-même, mais on peut sûrement voir certains de ses astéroïdes. Les quatre plus grands corps de la ceinture d'astéroïdes - Cérès, Vesta, Pallas et Hygiea - peuvent être observés à l'aide d'un petit télescope voire même de grandes jumelles. Le meilleur moment pour observer un astéroïde est pendant l'opposition, lorsqu'il apparaît le plus brillant dans le ciel. Vous trouverez ci-dessous les prochaines dates d'opposition pour les corps célestes mentionnés ci-dessus. Vous pouvez voir, entre parenthèses, la magnitude que chacun d'entre eux atteindra.

  • Vesta (mag 6.1) : 22 août 2022
  • Pallas (mag 7.7) : 15 janvier 2023
  • Ceres (mag 7.1) : 21 mars 2023
  • Hygiea (mag 9.7) : 10 août 2023

Afin de trouver rapidement l'astéroïde souhaité dans le ciel, utilisez l'application Sky Tonight. Touchez l'icône de la loupe en bas de l'écran, tapez le nom de l'astéroïde, puis touchez l'icône bleue de la cible sur l'élément de recherche correspondant.

FOIRE AUX QUESTIONS

A quelle distance de la Terre se trouve la ceinture d'astéroïdes ?

La distance entre la Terre et le bord de la ceinture d'astéroïdes le plus proche d'elle varie entre 1,2 et 2,2 unités astronomiques. Une unité astronomique est la distance moyenne entre la Terre et le Soleil, qui est égale à 150 millions de km.

Combien y a-t-il d'astéroïdes dans la ceinture d'astéroïdes ?

Selon l'ESA, la ceinture d'astéroïdes contient entre un et deux millions d'astéroïdes de plus d'un km de diamètre. De plus, il y a des millions de petits cailloux spatiaux. En avril 2022, les astronomes ont découvert et numéroté 598 053 astéroïdes dans la ceinture d'astéroïdes.

Quel est le plus grand objet de la ceinture d'astéroïdes ?

Le plus grand objet de la ceinture d'astéroïdes est la planète naine Ceres, qui présente un diamètre de 940 km. Regardez notre vidéo sur Cérès pour apprendre des faits intéressants à son sujet.

Pourquoi une planète ne s'est-elle pas formée là où se trouve actuellement la ceinture d'astéroïdes ?

La ceinture d'astéroïdes est trop proche de Jupiter pour devenir une planète. L'immense influence gravitationnelle de la géante gazeuse a empêché les astéroïdes de se rassembler en un seul grand corps.

Quels sont les deux objets rouges de la ceinture d'astéroïdes ?

En juillet 2021, l'Agence japonaise d'exploration aérospatiale (JAXA) a découvert deux énormes astéroïdes dont le spectre était beaucoup plus rouge que celui de tout autre objet de la ceinture d'astéroïdes. Les astéroïdes s'appellent 203 Pompeja et 269 Justitia. Selon les chercheurs, ils se seraient formés près du bord extérieur du système solaire, puis auraient migré vers la ceinture d'astéroïdes il y a environ 4 milliards d'années.

La ceinture d'astéroïdes peut-elle être exploitée ?

En théorie, c'est faisable. Un candidat idéal pour l'exploitation minière serait l'astéroïde 16 Psyche qui est probablement composé de fer et de nickel. Selon certaines estimations, cet astéroïde pourrait valoir des centaines de quintillions de dollars ! Cela dit, l'exploitation d'un astéroïde est une tâche extrêmement difficile qui nécessite des technologies dont nous ne disposons probablement pas à l'heure actuelle.

Résultat final : La ceinture d'astéroïdes située entre Mars et Jupiter abrite des millions de roches spatiales de formes et de tailles différentes. Il est très probable que les astéroïdes soient des vestiges de la création de notre système solaire qui n'ont pas fusionné en une planète à cause de l'influence gravitationnelle de Jupiter. La prochaine mission spatiale vers un astéroïde de la ceinture principale est la mission Psyche de la NASA, dont le lancement est prévu en 2023.

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Crédit d'image:Vito Technology, Inc.
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