Dans notre système solaire, un astéroïde orbite autour du soleil dans la direction opposée aux planètes. Astéroïde 2015 BZ509, également connu sous le nom de Bee-Zed, met 12 ans pour faire une orbite complète autour du soleil. C'est la même période orbitale que celle de Jupiter, qui partage son orbite mais se déplace en sens inverse.

L'astéroïde avec la co-orbite rétrograde a été identifié par Helena Morais, professeur à l'Institut des géosciences et des sciences exactes de l'Université d'État de São Paulo (IGCE-UNESP). Morais avait prédit la découverte deux ans plus tôt, et a publié ses découvertes dans La nature .

"C'est bien d'avoir une confirmation, " dit Morais. " J'étais sûr que des co-orbites rétrogrades existaient. Nous connaissons cet astéroïde depuis 2015, mais l'orbite n'avait pas été clairement déterminée, et il n'a pas été possible de confirmer la configuration co-orbitale. Maintenant, cela a été confirmé après plus d'observations qui ont réduit le nombre d'erreurs dans les paramètres orbitaux. Donc, nous sommes sûrs que l'astéroïde est rétrograde, co-orbital et stable."

En partenariat avec Fathi Namouni à l'Observatoire de la Côte d'Azur en France, Morais a développé une théorie générale sur les co-orbitales rétrogrades et la résonance orbitale rétrograde.

L'article de Paul Wiegert de l'Université de Western Ontario, Canada, publié en mars dans La nature , décrit comment l'objet 2015 BZ509, détecté en janvier 2015, en utilisant le Panoramic Survey Telescope &Rapid Response System (Pan-STARRS) à Hawaï, a été suivi à l'aide du grand télescope binoculaire en Arizona. La confirmation que son orbite est rétrograde et co-orbitale avec Jupiter est venue de ces observations supplémentaires.

Les orbites rétrogrades sont rares. On estime que seulement 82 des plus de 726, 000 astéroïdes connus ont des orbites rétrogrades. Par contre, les co-orbitales progrades qui se déplacent « avec le trafic » ne sont pas nouvelles; Jupiter seul est accompagné d'environ 6, 000 astéroïdes troyens qui partagent l'orbite de la planète géante.

Bee-Zed est inhabituel car il partage l'orbite d'une planète, parce que sa propre orbite est rétrograde, et par dessus tout, car il est stable depuis des millions d'années. "Au lieu d'être éjecté de l'orbite par Jupiter, comme on pouvait s'y attendre, l'astéroïde est dans une configuration qui assure la stabilité grâce à la résonance co-orbitale, ce qui signifie que son mouvement est synchronisé avec celui de la planète, éviter les collisions, ", a déclaré Morais.

L'astéroïde croise la trajectoire de Jupiter tous les six ans, mais en raison de leur résonance co-orbitale, ils ne s'approchent jamais à moins de 176 millions de km, suffisamment loin pour éviter des perturbations majeures de l'orbite de l'astéroïde, bien que la gravité de Jupiter soit essentielle pour maintenir la planète et Bee-Zed dans une résonance rétrograde 1:1.

Toutes les planètes et la plupart des astéroïdes du système solaire orbitent autour du soleil dans la même direction parce que le système solaire a émergé d'un nuage tournant de poussière et de gaz, et la plupart des objets constitutifs continuent de tourner comme ils le faisaient auparavant.

"La grande majorité des objets rétrogrades sont des comètes. Leurs orbites sont généralement inclinées ainsi que rétrogrades. Le plus célèbre, bien sûr, est la comète de Halley, qui a une orbite rétrograde avec une inclinaison de 162°, pratiquement identique à celui du BZ509 2015, ", a déclaré Morais.

Dans les dernières étapes de la formation planétaire, elle a expliqué, de petits corps ont été expulsés loin du soleil et des planètes, formant la coquille sphérique de débris et de comètes connue sous le nom de nuage d'Oort.

« A ces distances, les effets gravitationnels de la Voie lactée perturbent les petits corps. Pour commencer, ils ont orbité près du plan de l'écliptique dans la même direction que les planètes, mais leurs orbites ont été déformées par la force de marée de la galaxie et par les interactions avec les étoiles proches, devenant progressivement plus incliné et formant un réservoir plus ou moins sphérique, ", a déclaré Morais.

Si les orbites de ces corps sont perturbées par une étoile qui passe, par exemple, ils retournent sur des chemins proches des planètes du système solaire et peuvent devenir des comètes actives. "Les petits corps glacés se réchauffent à l'approche du soleil, et la glace se sublime pour former une coma [un nuage dense de particules de gaz et de poussière autour d'un noyau] et souvent une queue, rendre les comètes observables, " elle a expliqué.

Dans le cas du BZ509 2015, la caractéristique la plus surprenante est sa longue période de stabilité. Dans leur commentaire en La nature , Morais et Namouni disent que la durée de vie particulièrement longue du BZ509 2015 dans son orbite rétrograde en fait l'objet le plus intrigant au voisinage de Jupiter. "Des études supplémentaires sont nécessaires pour confirmer comment cet objet mystérieux est arrivé à sa configuration actuelle, " concluent-ils.

Wiegert suppose que Bee-Zed est probablement originaire du nuage d'Oort, comme les comètes de la famille Halley. En tout cas, des recherches supplémentaires seront nécessaires pour reconstituer le voyage épique de Bee-Zed à travers le système solaire.

"Réellement, 2006 BZ8 pourrait même entrer en résonance rétrograde co-orbitale avec Saturne à l'avenir. Nos simulations ont montré que la capture par résonance est plus probable pour les objets avec des orbites rétrogrades que pour ceux qui orbitent dans la même direction que les planètes, ", a déclaré Morais.

Bee-Zed devrait rester dans le même état pendant encore un million d'années. Sa découverte a conduit les chercheurs à soupçonner que les astéroïdes en co-orbite rétrograde avec Jupiter et d'autres planètes pourraient être plus fréquents qu'on ne le pensait auparavant, rendant la théorie exposée par Morais et Namouni encore plus convaincante.