En utilisant la puissante caméra à énergie sombre (DECam) de 570 mégapixels au Chili, les astronomes ont découvert il y a à peine dix jours un astéroïde avec la période orbitale la plus courte de tous les astéroïdes connus du système solaire. L'orbite de l'astéroïde d'environ 1 kilomètre de diamètre le rapproche de 20 millions de kilomètres (12 millions de miles ou 0,13 au), du Soleil tous les 113 jours. Astéroïde 2021 PH 27 , révélé dans les images acquises au crépuscule, a également la plus petite distance moyenne (demi-grand axe) de tous les astéroïdes connus de notre système solaire. Seul Mercure a une période plus courte et un demi-grand axe plus petit. L'astéroïde est si proche du champ gravitationnel massif du Soleil, il subit les effets relativistes généraux les plus importants de tous les objets connus du système solaire.

L'astéroïde désigné 2021 PH 27 a été découvert par Scott S. Sheppard de la Carnegie Institution of Science dans les données recueillies par la caméra à énergie noire (DECam) montée sur le télescope Víctor M. Blanco de 4 mètres à l'Observatoire interaméricain de Cerro Tololo (CTIO) au Chili. Les images de découverte de l'astéroïde ont été prises par Ian Dell'antonio et Shenming Fu de l'Université Brown dans le ciel crépusculaire le soir du 13 août 2021. Sheppard s'était associé à Dell'antonio et Fu tout en effectuant des observations avec DECam pour le volume local. Enquête en grappes complète, qui étudie la plupart des amas massifs de galaxies de l'Univers local. Ils ont pris le temps d'observer certains des plus gros objets à des millions d'années-lumière pour rechercher des objets beaucoup plus petits, des astéroïdes, plus près de chez eux.

L'un des plus performants, imageurs CCD grand champ dans le monde, DECam a été conçu pour le Dark Energy Survey (DES) financé par le DOE, a été construit et testé au Fermilab du DOE, et a été exploité par le DOE et la NSF entre 2013 et 2019. À l'heure actuelle, DECam est utilisé pour des programmes couvrant un large éventail de sciences. Les archives scientifiques du DECam sont conservées par le Community Science and Data Center (CSDC). CTIO et CSDC sont des programmes du NOIRLab de NSF.

Crépuscule, juste après le coucher du soleil ou avant le lever du soleil, est le meilleur moment pour chasser les astéroïdes qui se trouvent à l'intérieur de l'orbite terrestre, en direction des deux planètes les plus intérieures, Mercure et Vénus. Comme tout astronome vous le dira, Mercure et Vénus ne semblent jamais s'éloigner très loin du Soleil dans le ciel et sont toujours mieux visibles près du lever ou du coucher du soleil. Il en va de même pour les astéroïdes qui orbitent également près du Soleil.

Après 2021 PH 27 la découverte, David Tholen de l'Université d'Hawaï a mesuré la position de l'astéroïde et a prédit où il pourrait être observé le lendemain soir. Ensuite, le 14 août 2021, il a été observé une fois de plus par DECam, et aussi par les télescopes Magellan de l'observatoire de Las Campanas au Chili. Puis, le 15 au soir, Marco Micheli de l'Agence spatiale européenne a utilisé le réseau de l'observatoire de Las Cumbres de télescopes de 1 à 2 mètres pour l'observer depuis CTIO au Chili et depuis l'Afrique du Sud, en plus d'autres observations de DECam et Magellan, alors que les astronomes ont reporté leurs observations initialement prévues pour avoir une vue de l'astéroïde nouvellement trouvé.

"Bien que le temps du télescope pour les astronomes soit très précieux, la nature internationale et l'amour de l'inconnu rendent les astronomes très disposés à passer outre leur propre science et observations pour suivre de nouvelles, découvertes intéressantes comme celle-ci, " dit Sheppard.

Les planètes et les astéroïdes gravitent autour du Soleil sur des orbites elliptiques (ou ovales), avec l'axe le plus large de l'ellipse ayant un rayon décrit comme le demi-grand axe. 2021 PH 27 a un demi-grand axe de 70 millions de kilomètres (43 millions de miles ou 0,46 au), lui donnant une période orbitale de 113 jours sur une orbite allongée qui croise les orbites de Mercure et de Vénus.

Il a peut-être commencé sa vie dans la principale ceinture d'astéroïdes entre Mars et Jupiter et a été délogé par les perturbations gravitationnelles des planètes intérieures qui l'ont rapproché du Soleil. Son inclinaison orbitale élevée de 32 degrés suggère, cependant, qu'il pourrait plutôt s'agir d'une comète éteinte du système solaire externe qui a été capturée dans une orbite de courte période plus proche en passant près de l'une des planètes terrestres. Les futures observations de l'astéroïde nous éclaireront davantage sur ses origines.

Son orbite est probablement aussi instable sur de longues périodes de temps, et il finira probablement soit par entrer en collision avec Mercure, Vénus ou le Soleil dans quelques millions d'années, ou être éjecté du système solaire intérieur par l'influence gravitationnelle des planètes intérieures.

Les astronomes ont du mal à trouver ces astéroïdes intérieurs car ils sont très souvent cachés par l'éclat du Soleil. Quand les astéroïdes s'approchent si près de notre étoile la plus proche, ils subissent une variété de stress, telles que les contraintes thermiques dues à la chaleur du soleil, et les contraintes physiques dues aux forces de marée gravitationnelles. Ces contraintes pourraient provoquer la rupture de certains des astéroïdes les plus fragiles.

"The fraction of asteroids interior to Earth and Venus compared to exterior will give us insights into the strength and make-up of these objects, " says Sheppard. If the population of asteroids on similar orbits to 2021 PH 27 appears depleted, it could tell astronomers what fraction of near-Earth asteroids are piles of rubble that are loosely held together, as opposed to solid chunks of rock, which could have consequences for asteroids that might be on a collision course with Earth and how we might deflect them.

"Understanding the population of asteroids interior to Earth's orbit is important to complete the census of asteroids near Earth, including some of the most likely Earth impactors that may approach Earth during daylight and that cannot easily be discovered in most surveys that are observing at night, away from the Sun, " says Sheppard. He adds that since 2021 PH 27 approaches so close to the Sun, "...its surface temperature gets to almost 500 degrees C (around 900 degrees F) at closest approach, hot enough to melt lead".

Because 2021 PH 27 is so close to the Sun's massive gravitational field, it experiences the largest general relativistic effects of any known Solar System object. This reveals itself as a slight angular deviation in the asteroid's elliptical orbit over time, a movement called precession, which amounts to about one arcminute per century.

The asteroid is now entering solar conjunction when from our point of view it is seen to move behind the Sun. It is expected to return to visibility from Earth early in 2022, when new observations will be able to determine its orbit in more detail, allowing the asteroid to get an official name.