Un astéroïde compagnon de la Terre découvert dans une orbite en forme de fer à cheval

Dans le film de 1969 Doppelganger , les scientifiques découvrent puis visitent une planète semblable à la Terre partageant notre orbite mais exactement de l'autre côté du Soleil.

Depuis lors, les astronomes ont exclu la possibilité d'une telle planète au motif que ses effets gravitationnels sur d'autres planètes et engins spatiaux seraient faciles à voir.

Mais cela n'exclut pas la possibilité que des objets plus petits partagent l'orbite terrestre et aujourd'hui, Apostolos Christou et David Asher de l'observatoire d'Armagh en Irlande du Nord disent en avoir trouvé un – un astéroïde appelé 2010 SO16

Les astéroïdes géocroiseurs sont courants, mais le SO16 est dans une catégorie à part. Tout d'abord, il a une orbite exotique en forme de fer à cheval (voir schéma ci-dessus) que les astronomes considèrent comme très rare.

Cela vaut la peine de prendre quelques instants pour réfléchir aux orbites en fer à cheval. Deux points méritent d'être rappelés. Premièrement, les objets plus éloignés du Soleil que la Terre, orbitent plus lentement. Deuxièmement, les objets plus proches du Soleil orbitent plus rapidement que la Terre.

Imaginez donc un astéroïde avec une orbite autour du Soleil qui est juste un peu plus petite que celle de la Terre. Parce qu'il orbite plus rapidement, cet astéroïde rattrapera progressivement la Terre.

Lorsqu'elle s'approche de la Terre, la gravité de la plus grande planète aura tendance à attirer l'astéroïde vers elle et loin du Soleil. Cela rend l'orbite de l'astéroïde plus lente et si l'astéroïde se retrouve sur une orbite légèrement plus grande que celle de la Terre, il orbitera autour du Soleil plus lentement que la Terre et prendra du retard.

Après cela, la Terre rattrapera l'astéroïde le plus lent sur la plus grande orbite, le ramenant sur la petite orbite plus rapide et le processus recommencera.

Ainsi, du point de vue de la Terre, l'astéroïde a une orbite en forme de fer à cheval, se déplaçant constamment vers et loin de la Terre sans jamais la dépasser. (Cependant, du point de vue de l'astéroïde, il orbite continuellement autour du Soleil dans la même direction, parfois plus rapidement sur des orbites plus petites et parfois plus lentement sur des orbites plus grandes.)

Pour le SO16, la période de cet effet est d'environ 350 ans

On pense que les orbites en fer à cheval sont très instables, car tout petit remorqueur gravitationnel peut détruire la résonance fragile qui a été mise en place. Cependant, l'orbite de SO16 est étonnamment robuste.

Christou et Asher ont simulé son orbite avec des valeurs légèrement différentes pour des paramètres tels que son demi-grand axe. Dans ces simulations, SO16 est resté dans une orbite en forme de fer à cheval pendant au moins 120 000 ans et parfois pendant plus d'un million d'années.

Les astronomes connaissent trois autres compagnons en fer à cheval pour la Terre, mais ceux-ci sont tous beaucoup plus petits (SO16 fait quelques centaines de mètres de diamètre) et aucun n'a d'orbites susceptibles de survivre plus de quelques milliers d'années.

Cela rend SO16 un peu spécial. Pour quiconque veut et peut regarder, il est actuellement près de l'un de ses points d'approche le plus proche, avec une magnitude absolue d'environ 20, en retard de 0,13 UA par rapport à la Terre, comme un chiot errant.

Et il sera là pendant un certain temps, disent Christou et Asher. Il restera comme un objet nocturne dans le ciel pendant plusieurs décennies à venir.

Réf : arxiv.org/abs/1104.0036 : Un compagnon de longue durée de fer à cheval à la terre

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