Dispersés sur des orbites autour du soleil sont des morceaux de roche laissés par l’aube du système solaire. La plupart de ces objets, appelés planétoïdes ou astéroïdes — ce qui signifie « ressemblant à une étoile » – orbitent entre Mars et Jupiter dans un groupe connu sous le nom de Ceinture principale d’astéroïdes.

La Ceinture principale d’Astéroïdes se trouve plus de deux fois et demie plus loin que la Terre du soleil. Il contient des millions d’astéroïdes, selon la NASA. La plupart d’entre eux sont relativement petits, de la taille des rochers à quelques milliers de pieds de diamètre. Mais certains sont nettement plus grands.

Origine

Au début de la vie du système solaire, la poussière et la roche entourant le soleil ont été rassemblées par gravité en planètes. Mais tous les ingrédients n’ont pas créé de nouveaux mondes. Une région entre Mars et Jupiter est devenue la ceinture d’astéroïdes.

Parfois, les gens se demandent si la ceinture était composée des restes d’une planète détruite, ou d’un monde qui n’a pas tout à fait commencé. Cependant, selon la NASA, la masse totale de la ceinture est inférieure à celle de la lune, bien trop petite pour peser en tant que planète. Au lieu de cela, les débris sont guidés par Jupiter, ce qui l’a empêché de se coalescer sur d’autres planètes en croissance.

Les observations d’autres planètes aident les scientifiques à mieux comprendre le système solaire. Selon une théorie en développement connue sous le nom de Grand Tack, au cours des 5 premiers millions d’années du système solaire, Jupiter et Saturne se seraient déplacées vers l’intérieur vers le soleil avant de changer de direction et de revenir vers le système solaire externe. En cours de route, ils auraient dispersé la ceinture d’astéroïdes d’origine avant eux, puis envoyé du matériel en vol pour le remplir.

« Dans le modèle de Grand Tack, la ceinture d’astéroïdes a été purgée à un stade très précoce et les membres survivants échantillonnent une région beaucoup plus grande de la nébuleuse solaire », a écrit John Chambers de la Carnegie Institution for Science dans un article « Perspectives » publié en ligne dans la revue Science.

Notre système solaire n’est pas le seul à posséder une ceinture d’astéroïdes. Un nuage de poussière autour d’une étoile connue sous le nom de zeta Leporis ressemble beaucoup à une jeune ceinture. « Zeta Leporis est une étoile relativement jeune — à peu près l’âge de notre soleil lorsque la Terre se formait », a déclaré Michael Jura dans un communiqué. « Le système que nous avons observé autour de zeta Leporis est similaire à ce que nous pensons s’être produit dans les premières années de notre propre système solaire lorsque les planètes et les astéroïdes ont été créés. »Un professeur de l’Université de Californie à Los Angeles, Jura, est décédé depuis.

D’autres étoiles contiennent également des signes de ceintures d’astéroïdes, ce qui suggère que cela peut être commun.

Dans le même temps, des études de naines blanches, des étoiles semblables au soleil en fin de vie, montrent des signatures de matériaux rocheux tombant à leur surface qui suggèrent que de telles ceintures sont courantes autour des systèmes mourants.

Composition

La plupart des astéroïdes de la ceinture principale sont faits de roche et de pierre, mais une petite partie d’entre eux contiennent des métaux de fer et de nickel. Les astéroïdes restants sont composés d’un mélange de ceux-ci, ainsi que de matériaux riches en carbone. Certains des astéroïdes les plus éloignés ont tendance à contenir plus de glaces. Bien qu’ils ne soient pas assez grands pour maintenir une atmosphère, il existe des preuves que certains astéroïdes contiennent de l’eau.

Certains astéroïdes sont de gros corps solides — il y en a plus de 16 dans la ceinture avec un diamètre supérieur à 240 km (150 miles). Les plus grands astéroïdes, Vesta, Pallas et Hygie, mesurent 400 km de long et plus. La région contient également la planète naine Cérès. Avec un diamètre de 950 km (590 miles), soit environ un quart de la taille de notre lune, Cérès est ronde mais est considérée comme trop petite pour être une planète à part entière. Cependant, il représente environ un tiers de la masse de la ceinture d’astéroïdes.

Les autres astéroïdes sont des tas de gravats maintenus ensemble par la gravité. La plupart des astéroïdes ne sont pas assez massifs pour avoir atteint une forme sphérique et sont plutôt irréguliers, ressemblant souvent à une pomme de terre grumeleuse. L’astéroïde 216 Kleopatra ressemble à un os de chien.

Les astéroïdes sont classés en plusieurs types en fonction de leur composition chimique et de leur réflectivité, ou albédo.

• Les astéroïdes de type C représentent plus de 75 % des astéroïdes connus. Le « C » signifie carbone, et les surfaces de ces astéroïdes extrêmement sombres sont presque noir de charbon. Les météorites de chondrite carbonées sur Terre ont une composition similaire et sont considérées comme des morceaux brisés des plus gros astéroïdes. Alors que les astéroïdes de type C dominent dans la ceinture, selon l’Agence spatiale européenne, ils ne représentent qu’environ 40% des astéroïdes les plus proches du soleil. Ceux-ci incluent des sous-groupes de type B, de type F et de types G.
• Les astéroïdes de type S sont le deuxième type le plus courant, représentant environ 17% des astéroïdes connus. Ils dominent la ceinture intérieure d’astéroïdes, devenant plus rares plus loin. Ils sont plus brillants et ont du nickel-fer métallique mélangé à des silicates de fer et de magnésium. Le « S » signifie siliceux.
• Les astéroïdes de type M (« M » pour métallique) sont le dernier type majeur. Ces astéroïdes sont assez brillants et la plupart d’entre eux sont composés de nickel-fer pur. Ils ont tendance à se trouver dans la région médiane de la ceinture d’astéroïdes.
• Les types rares restants d’astéroïdes sont de type A, de type D, de type E, de type P, de type Q et de type R.

En 2007, la NASA a lancé une mission, Dawn, pour visiter Cérès et Vesta. Dawn a atteint Vesta en 2011 et y est restée plus d’un an avant de voyager pour atteindre Cérès en 2015. Il restera en orbite autour de la planète naine jusqu’à la fin de sa mission.

Alors que la majeure partie de la ceinture d’astéroïdes est constituée d’objets rocheux, Cérès est un corps glacé. Des indices de matière organique repérés à l’aube suggèrent qu’elle s’est peut-être formée plus loin dans le système solaire avant d’atterrir dans la ceinture. Alors que les matières organiques n’ont été vues qu’à la surface, cela ne signifie pas que plus de matière pourrait se trouver sur la planète naine.

« Nous ne pouvons pas exclure qu’il existe d’autres sites riches en matières organiques non échantillonnés par l’enquête, ou en dessous de la limite de détection », a déclaré Maria Cristina De Sanctis, de l’Institut d’Astrophysique spatiale et de Planétologie spatiale à Rome. Space.com par courriel.

Construire une ceinture

La ceinture principale se situe entre Mars et Jupiter, soit environ deux à quatre fois la distance Terre-soleil, et s’étend sur une région d’environ 140 millions de kilomètres de diamètre. Les objets de la ceinture sont divisés en huit sous-groupes nommés d’après les principaux astéroïdes de chaque groupe. Ces groupes sont les Hongrois, les Flores, les Phocéens, les Koronis, les Eos, les Thémis, les Cybèles et les Hildas.

Bien qu’Hollywood montre souvent des navires faisant des escales rapprochées à travers des ceintures d’astéroïdes, le voyage se déroule généralement sans incident. Un certain nombre d’engins spatiaux ont traversé la ceinture d’astéroïdes en toute sécurité sans incident, y compris la mission New Horizons de la NASA vers Pluton.

« Heureusement, la ceinture d’astéroïdes est si énorme que, malgré sa grande population de petits corps, les chances d’en croiser un sont presque infiniment petites — bien moins d’un sur un milliard », a écrit Alan Stern, chercheur principal de New Horizons. « Si vous voulez vous approcher suffisamment d’un astéroïde pour en faire des études détaillées, vous devez en viser un. »

Dans la ceinture d’astéroïdes se trouvent des régions relativement vides appelées lacunes de Kirkwood. Ces lacunes correspondent à des résonances orbitales avec Jupiter. L’attraction gravitationnelle de la géante gazeuse maintient ces régions beaucoup plus vides que le reste de la ceinture. Dans d’autres résonances, les astéroïdes peuvent être plus concentrés.

Découverte de la ceinture d’astéroïdes

Johann Titius, un astronome allemand du XVIIIe siècle, a noté un schéma mathématique dans la disposition des planètes et l’a utilisé pour prédire l’existence d’une entre Mars et Jupiter. Les astronomes parcouraient les cieux à la recherche de ce corps manquant. En 1800, 25 astronomes formèrent un groupe connu sous le nom de Police céleste, chacun recherchant à 15 degrés du Zodiaque la planète disparue. Mais la découverte du premier corps dans cette région est venue d’un non-membre, l’astronome italien Giuseppe Piazzi: il l’a nommé Cérès. Un deuxième corps, Pallas, a été retrouvé un peu plus d’un an plus tard.

Pendant un certain temps, ces deux objets ont été appelés planètes. Mais le taux de découverte de ces objets a augmenté, et au début du 19ème siècle, plus de 100 avaient été trouvés. Les scientifiques se sont rapidement rendu compte que ceux-ci étaient trop petits pour être considérés comme des planètes et ils ont commencé à les appeler astéroïdes.

Note de la rédaction: Cet article a été mis à jour pour refléter une correction en novembre. 2, 2018. L’article original indiquait qu’il pourrait y avoir des milliards voire des milliards d’astéroïdes dans la Ceinture principale d’astéroïdes.

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