Cette image de l'étude montre l'orbite de 2020 AV2. Il montre également les orbites de la Terre, Mercure et Vénus. Les périhélies sont des lignes pointillées, et les aphélies sont des lignes continues. Crédit :Crédit :Ip et al, 2020
Les astronomes ont minutieusement construit des modèles de la population d'astéroïdes, et ces modèles prédisent qu'il y aura des astéroïdes d'environ 1 km qui orbitent plus près du soleil que Vénus. Le problème est, personne n'a pu en trouver un jusqu'à présent.
Les astronomes travaillant avec l'installation transitoire de Zwicky disent qu'ils en ont enfin trouvé un. Mais celui-ci est plus grand que les prédictions, à environ 2 km. Si son existence peut être confirmée, alors les modèles de population d'astéroïdes devront peut-être être mis à jour.
Un nouvel article présentant ce résultat est en ligne sur arxiv.org, un site de publication pré-presse. Il s'intitule "Un astéroïde à l'échelle d'un kilomètre à l'intérieur de l'orbite de Vénus". L'auteur principal est le Dr Wing-Huen Ip, professeur d'astronomie à l'Institut d'astronomie, Université centrale nationale, Taïwan.
L'astéroïde nouvellement découvert est nommé 2020 AV2. Il a une distance à l'aphélie de seulement 0,65 unité astronomique, et mesure environ 2 km de diamètre. Sa découverte est surprenante puisque les modèles ne prédisent aucun astéroïde de cette taille à l'intérieur de l'orbite de Vénus. Cela pourrait être la preuve d'une nouvelle population d'astéroïdes, ou il pourrait simplement être le plus grand de sa population.
Les auteurs écrivent, "Si cette découverte n'est pas un hasard statistique, alors 2020 AV2 peut provenir d'une population source non encore découverte d'astéroïdes à l'intérieur de Vénus, et les modèles de population d'astéroïdes actuellement privilégiés devront peut-être être ajustés."
Cette image montre les deux zones où se trouvent la plupart des astéroïdes du système solaire :la ceinture d'astéroïdes entre Mars et Jupiter, et les chevaux de Troie, deux groupes d'astéroïdes se déplaçant devant et suivant Jupiter dans son orbite autour du Soleil. Crédit d'image:NASA
Il y a environ 1 million d'astéroïdes connus, et la grande majorité d'entre eux sont bien en dehors de l'orbite terrestre. Il n'y a qu'une infime fraction localisée avec leurs orbites entières à l'intérieur de la Terre. Les modèles prédisent qu'un nombre encore plus petit d'astéroïdes devrait se trouver à l'intérieur de l'orbite de Vénus. Ces astéroïdes s'appellent Vatiras.
2020 AV2 a été repéré pour la première fois par la Zwicky Transient Facility (ZTF) le 4 janvier 2020. Les observations de suivi avec le télescope Palomar de 60 pouces et le télescope Kitt Peak de 84 pouces ont permis de recueillir plus de données.
Vers la fin janvier, les astronomes ont utilisé le télescope Keck pour les observations spectroscopiques de la roche. Ces données montrent que l'astéroïde provenait de la région intérieure de la ceinture d'astéroïdes principale, entre Mars et Jupiter. "Ces données favorisent une composition semblable à un astéroïde de type S de silicate compatible avec une origine de la ceinture principale intérieure où les astéroïdes de type S sont les plus abondants." Ils ajoutent qu'il est d'accord avec les modèles d'astéroïdes proches de la Terre (NEA) selon lesquels "… prédisent que les astéroïdes avec les éléments orbitaux de 2020 AV2 devraient provenir de la ceinture principale intérieure".
Cette figure de l'étude montre certaines des images de 2020 AV2. (A) Image de la bande r Discovery 30 s de 2020 AV2 prise le 4 janvier 2020 UTC où 2020 AV2 est la détection située dans le cercle. (B) Image composite contenant les quatre expositions de la bande r de 30 s de découverte couvrant 2020 AV2 faites par pile sur le cadre de repos des étoiles d'arrière-plan sur un intervalle de temps de 22 minutes. La première détection a été étiquetée. L'astéroïde se déplaçait d'environ 1 degré par jour dans la direction nord-est pendant que ces images étaient prises, entraînant un espacement d'environ 15 secondes d'arc entre les détections de 2020 AV2. Crédit :Ip et al, 2020
2020 AV2 est soit un buster de modèle, soit un confirmateur de modèle. "Les modèles de population de l'AEN prédisent <1 astéroïde interne de Vénus de cette taille, ce qui implique que 2020 AV2 est l'un des plus gros astéroïdes de Vénus interne du système solaire, " écrivent les auteurs. C'est soit le plus grand, ce qui est logique car le plus gros serait le premier à être repéré, ou il y en a d'autres que nous n'avons pas encore trouvés.
Les auteurs ont réfléchi à deux scénarios impliquant la détection de 2020 AV2, et ce que cela signifie. "Malgré sa faible probabilité, une explication possible de notre détection de 2020 AV2 est une découverte aléatoire de la population d'astéroïdes proches de la Terre, " écrivent-ils. " Cependant, " Ils continuent, "l'histoire a montré que la première détection d'une nouvelle classe d'objets est généralement indicative d'une autre population source c.f., comme la ceinture de Kuiper avec la découverte des premiers objets de la ceinture de Kuiper 1992 QB1 et 1993 FW."
Il est également possible que 2020 AV2 ne soit pas originaire de la ceinture d'astéroïdes principale. Les modèles montrent qu'il y a une région à l'intérieur de l'orbite de Mercure qui aurait pu engendrer des astéroïdes, et où ils pourraient encore résider. "… 2020 AV2 pourrait provenir d'une source d'astéroïdes située plus près du soleil, comme près des régions de stabilité situées à l'intérieur de l'orbite de Mercure à ~0,1-0,2 au, où de gros astéroïdes auraient pu se former et survivre à des échelles de temps de l'âge du système solaire."
Spectres de 2020 AV2 obtenus avec le spectromètre imageur à basse résolution (LRIS) sur le télescope Keck. Il montre que 2020 AV2 est un astéroïde siliceux de type s, le deuxième type d'astéroïde le plus répandu dans le système solaire. Ils dominent la région intérieure de la ceinture principale d'astéroïdes. Crédit :Ip et al, 2020
Deux panneaux d'une image dans l'étude. Le panneau supérieur montre l'évolution des distances de l'aphélie (orange) et du périhélie (bleu) de 2020 AV2 intégré à ±10 Myrs. Les distances actuelles de l'aphélie (ligne pointillée) et du périhélie (ligne tirets-points) sont tracées sous forme de lignes horizontales pour Vénus (cyan) et Mercure (rouge) et la Terre (violet). Le panneau inférieur montre l'évolution orbitale à 30 Myrs. Les distances de l'aphélie (ligne pointillée) et du périhélie (ligne tirets-points) sont tracées sous forme de lignes horizontales pour Mars (noir) et Jupiter (vert). Une rencontre rapprochée avec la Terre de ?0,01 au à ?22 Myrs et les perturbations ultérieures des autres planètes font que 2020 AV2 augmente finalement sa distance à l'aphélie jusqu'à ce qu'elle rencontre Jupiter et soit éjectée du système solaire à ?28 Myrs. Crédit :Ip et al 2020
2020 AV2 pourrait ne pas passer une éternité sur son orbite actuelle. L'équipe de chercheurs a effectué quelques simulations, et ils montrent que l'astéroïde pourrait être entièrement éjecté du système solaire. "… les simulations dynamiques à N corps de 2020 AV2 indiquent que son orbite est stable sur des échelles de temps d'environ 10 Myr, entrer en résonances temporaires avec les planètes telluriques et Jupiter avant que son orbite n'évolue sur des chemins de rencontre rapprochée avec la géante gazeuse, conduisant à son éjection éventuelle du système solaire."
Lorsque 2020 AV2 a été découvert pour la première fois, les scientifiques se sont interrogés sur le chemin qu'il a dû faire pour y arriver. Ils se sont également interrogés sur son sort éventuel. "Dépasser l'orbite de Vénus a dû être difficile, " dit Georges Hélou, directeur exécutif du centre d'astronomie IPAC à Caltech et co-investigateur ZTF, dans un communiqué de presse. Helou a expliqué que l'astéroïde a dû migrer vers Vénus depuis plus loin dans le système solaire. "La seule façon pour elle de sortir de son orbite est de la projeter lors d'une rencontre gravitationnelle avec Mercure ou Vénus, mais il est plus probable qu'il finira par s'écraser sur l'une de ces deux planètes."
Si cette découverte n'est que la première d'une population entière d'astéroïdes à l'intérieur de l'orbite de Vénus, la majorité d'entre eux connaîtront tous le même sort. Après environ 10 à 20 millions d'années, ils seront tous éjectés.
