Les astronomes ont découvert un astéroïde en boucle dans le système solaire interne sur une orbite exotique. L'objet inhabituel est parmi les premiers astéroïdes jamais trouvés dont l'orbite est confinée presque entièrement dans l'orbite de Vénus. L'existence de l'astéroïde laisse entrevoir un nombre potentiellement important de roches spatiales invisibles dans des régions inexplorées plus proches du soleil.

Une caméra de surveillance du ciel à la pointe de la technologie, l'installation transitoire de Zwicky, ou ZTF, a détecté l'astéroïde le 4 janvier, 2019. Désigné 2019 AQ3, l'objet a l'"année" la plus courte de tous les astéroïdes enregistrés, avec une période orbitale de seulement 165 jours. Il semble également qu'il s'agisse d'un spécimen d'astéroïde inhabituellement gros.

"Nous avons trouvé un objet extraordinaire dont l'orbite s'éloigne à peine de l'orbite de Vénus - c'est une grosse affaire, " dit Quanzhi Ye, chercheur postdoctoral à l'IPAC, un centre de données et de science pour l'astronomie à Caltech. Ye a appelé 2019 AQ3 une "espèce très rare, ", notant en outre qu'"il pourrait y avoir beaucoup plus d'astéroïdes non découverts comme celui-ci".

ZTF est installé sur le télescope Samuel Oschin de 48 pouces à l'observatoire de Palomar, situé à environ 122 miles au sud-est de Los Angeles. Il a commencé ses opérations en mars 2018 et a déjà observé plus d'un milliard d'étoiles de la Voie lactée, ainsi que plus d'un millier de supernovae en dehors de la Voie lactée, et d'autres événements cosmiques transitoires extrêmes. ZTF a été rendu possible grâce au financement de la National Science Foundation (NSF). La recherche sur les astéroïdes avec ZTF est également directement financée par la NSF grâce au soutien de Ye en tant que chercheur postdoctoral Caltech.

Un objectif scientifique principal de ZTF est de rassembler les astéroïdes géocroiseurs (AEN), qui, avec les comètes qui bourdonnent sur notre planète, sont connus sous le nom d'objets géocroiseurs (NEO). Les scientifiques de ZTF sont particulièrement intéressés à trouver des NEA entre environ 10 et 100 mètres de diamètre - pas de taille monstrueuse, mais cela pourrait encore être suffisamment important pour avoir un impact sévère sur une ville en cas de collision avec la Terre. De cet ensemble de roches spatiales potentiellement liées à la Terre, les plus préoccupantes sont celles qui viennent de la direction du soleil, qui se perdent dans l'éblouissement et sont difficiles à mesurer.

"Ces petits astéroïdes ne sont assez brillants pour être détectés que pendant la courte période où ils sont très proches de la Terre, " dit Tom Prince, le professeur Ira S. Bowen de physique à Caltech avec une nomination conjointe en tant que chercheur principal au Jet Propulsion Laboratory, géré par Caltech pour la NASA, qui travaille à trouver des objets géocroiseurs à l'aide de ZTF. "Pendant cette brève fenêtre, les astéroïdes se déplacent très vite, posant des défis aux astronomes pour les trouver et les suivre."

Pour avoir le moindre espoir de localiser de tels objets, le ciel doit être scruté très fréquemment. ZTF examine tout le ciel visible du nord toutes les trois nuits. Cette excellente couverture vient de son vaste champ de vision, qui en une seule exposition, peut imager environ deux cent trente fois la taille de la pleine lune. "Le grand champ de vision fait de ZTF un instrument idéal pour trouver et suivre des objets rares, comme les astéroïdes géocroiseurs, " a déclaré Frank Masci, un collaborateur scientifique à Caltech / IPAC, qui supervise et gère le système de traitement des données scientifiques ZTF, qui est situé à l'IPAC. "ZTF est définitivement à la hauteur du jeu."

Tirer parti des capacités de ZTF, Ye et Wing-Huen Ip, professeur d'astronomie et de sciences spatiales à l'Institut d'astronomie et des sciences spatiales de l'Université centrale nationale de Taïwan, ont proposé le Twilight Survey, qui recherche les astéroïdes en provenance du soleil. Cette enquête a révélé l'AQ3 2019 et pourrait donner d'autres astéroïdes intéressants sur la route.

Une histoire de succès astéroïdes et cométaires

Trouver des objets géocroiseurs avant qu'ils ne nous trouvent a longtemps été un sujet majeur chez Caltech / IPAC. Le centre a dirigé les opérations scientifiques et le traitement des données des missions Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) et NEOWISE de la NASA depuis leur lancement en 2009. Ce chasseur d'astéroïdes a découvert plus de 34, 000 nouveaux astéroïdes, dont près de 300 NEA. Le prédécesseur de ZTF, l'Usine Transitoire de Palomar, a également révélé une multitude d'objets géocroiseurs lors de son étude du ciel.

"Les tailles des objets géocroiseurs sont mieux estimées en combinant des données visibles et infrarouges, c'est précisément ce que nous nous efforçons de faire ici à l'IAPC, " dit Georges Hélou, Professeur de recherche en physique à Caltech et directeur exécutif de l'IPAC. "Depuis sa création, L'IAPC a participé à des études infrarouges d'astéroïdes. »

Jusque là, ZTF a enregistré près de 60 nouveaux astéroïdes géocroiseurs. Deux d'entre eux ont été repérés en juillet 2018, quelques heures seulement avant de raser de près la Terre. Désigné 2018 NW et 2018 NX, le duo d'astéroïdes de la taille d'un bus est passé à une distance d'environ 70, 000 milles, ou seulement un tiers du chemin vers la lune. Heureusement, le nouveau AQ3 2019 ne présente aucune menace ; le plus proche qu'il s'approche de la Terre est d'environ 22 millions de miles.

À la recherche de l'AQ3 2019

L'histoire de la façon dont les chercheurs ont cloué l'orbite de 2019 AQ3 commence avec Ye notant l'objet dans les images de ZTF le 4 janvier, 2019. Ye a signalé l'objet au Minor Planet Center de l'IAU, l'organisation mondiale officielle chargée de recueillir des données sur les objets en orbite solaire qui ne sont pas des planètes entières, comme les astéroïdes et les comètes. Ye a ensuite passé du temps à extraire les images ZTF prises avant et après cette date pour améliorer les projections de l'orbite de l'astéroïde.

Deux jours plus tard, Marco Micheli, scientifique à l'Agence spatiale européenne, a souligné le caractère unique de la cible pour la communauté astronomique mondiale. Plusieurs autres télescopes ont observé 2019 AQ3 les 6 et 7 janvier documentant davantage son caractère unique. Une fouille dans les archives du télescope Pan-STARRS 1 de l'observatoire Haleakalā sur l'île de Maui, Hawaii, trouvé des preuves de l'AQ3 2019 remontant à 2015. Avec ces données en main, les astronomes ont cartographié avec confiance la trajectoire complète de l'objet autour du soleil.

L'orbite, comme il s'avère, est incliné verticalement, en prenant 2019 AQ3 au-dessus et au-dessous du plan où les planètes font leurs tours autour du soleil. Au cours de sa courte année, L'AQ3 2019 plonge à l'intérieur de Mercure, puis remonte juste à l'extérieur de l'orbite de Vénus.

Pour l'instant, 2019 AQ3 est placé parmi une population particulière généralement appelée les astéroïdes Atira ou Apohele, qui ont des orbites à l'intérieur de l'orbite terrestre. Parmi les quelque 800, 000 astéroïdes connus, seulement 20 ou plus sont des Atiras. On pense qu'il existe un nombre bien plus important de ces roches spatiales potentiellement dangereuses, cependant, dont la découverte et la caractérisation sont parmi les motivations du télescope spatial infrarouge proposé pour la caméra d'objets proches de la Terre (NEOCam). Actuellement financé par la NASA pour une phase d'étude de concept étendue, NEOCam est conçu pour regarder plus près du soleil que les enquêtes précédentes, ce qui lui permettrait de repérer les astéroïdes cachés qui ont longtemps défié la détection.

En savoir plus sur les Atiras connus et nouveaux, par exemple leurs tailles, est un objectif supplémentaire de ZTF et de ses autres instruments. Bien que la vraie taille de 2019 AQ3 ne soit pas encore discernable, des lectures limitées concernant la luminosité de l'astéroïde, Masse, et la densité suggèrent qu'il pourrait faire près d'un mile de large. Si c'est le cas, 2019 AQ3 se classerait parmi les membres les plus importants du groupe exclusif Atiras. « À bien des égards, 2019 AQ3 est vraiment un astéroïde bizarre, " dit Ye.

Trouver plus de roches spatiales dans le coin du bois d'AQ3 en 2019 pourrait donner du crédit à l'idée de longue date des vulcanoïdes, des astéroïdes qui pullulent à l'intérieur de l'orbite de Mercure. Le nom de la population hypothétique dérive d'une planète également hypothétique, Vulcain. N'ayant aucun rapport avec le monde fictif de M. Spock dans Star Trek, Vulcain a été proposé au 19ème siècle comme la planète la plus proche du soleil dont la gravité expliquerait les anomalies mesurées sur l'orbite de Mercure. Le cadre gravitationnel d'Albert Einstein, la théorie de la relativité générale, expliqué ces anomalies en 1915, rejetant la conjecture de Vulcain.

Bien que ZTF n'aura pas la capacité de trouver des vulcanoïdes, ses prouesses d'observation, couplée à celle des futurs télescopes, permettra aux scientifiques d'examiner enfin une région inexplorée du système solaire interne. ZTF devrait vous réserver de nouvelles surprises, ainsi que de donner de nouvelles chances à de vieilles idées d'être justifiées. "L'origine d'Atiras est une question intrigante et ouverte, " dit Ip. "Avec chaque objet supplémentaire, nous nous rapprochons de la formulation et du test de modèles sur cette origine, et sur l'histoire de notre système solaire."