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Image fantastique du système solaire

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Description du système solaire

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Notre Système solaire héberge 8 planètes d’une incroyable diversité. L’une d’elle, la Terre, offre un climat humide et tempéré, propice à la vie. Alors que certaines, comme Vénus, sont de vraies fournaises, et d’autres, telle que Mars ou Neptune, sont des mondes gelés.

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Mercure est étonnamment dense, et cela est apparemment dû au fait qu’elle ait un noyau ferreux particulièrement important. L’atmosphère ténue de Mercure laisse à sa surface le témoignage de bombardements d’astéroïdes ayant eu lieu dans sa jeunesse.

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Taille : 4878 km de diamètre
Masse : 330,2×10^21 kg
Distance au soleil : de 46 Millions de km (Périhélie) à 70 Millions de km (Aphélie)
Distance depuis la Terre : 90 Millions de km à 210 Millions de km
Température : Entre -175°C et 427°C
Temps pour l’atteindre : 6 ans
1 jour mercurien : 176 jours terrestres
1 année mercurienne : 88 jours terrestres
Missions vers Mercure : Mariner 10, Messenger, Bepicolombo
Surface : Paysage désolé fait de cratères et de fissures

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Les principaux satellites naturels du Système solaire, à l'échelle par rapport à la Terre.

Un satellite naturel est un objet céleste en orbite autour d'une planète ou d'un autre objet plus grand que lui-même et qui n'est pas d'origine humaine, par opposition aux satellites artificiels. Ils peuvent être de grosse taille et ressembler à de petites planètes. De tels objets sont également appelés lunes, par analogie avec la Lune, le satellite naturel de la Terre.

Techniquement, le terme pourrait s'appliquer à une planète orbitant une étoile, ou même une étoile orbitant un centre galactique, mais une telle utilisation est rare. En temps normal, il désigne les satellites naturels des planètes, planètes naines et petits corps.

On suppose que les satellites naturels orbitant relativement proches d'une planète sur une orbite prograde se sont formés dans la même région du disque protoplanétaire à l'origine de cette planète. Par opposition, les satellites irréguliers (orbitant généralement sur des orbites distantes, inclinées, excentriques ou rétrogrades) seraient des objets étrangers capturés et éventuellement fragmentés lors de collisions.

Il y a trois causes permettant la création d'un satellite : l' accrétion, la capture et la collision.

Lors de la formation d'une planète, on retrouve des morceaux de roches, des poussières de glace et des gaz tourbillonnants en forme de disque autour. Les bouts de roches s'agglutinent pour former un grumeau, qui sous les chocs d'autres fragments rocheux crée une sphère de roche qui grossit et absorbe les éventuels grumeaux voisins. Elle finit par dominer le disque et reste seule en orbite, donnant naissance à un satellite.

Un modèle permet d'expliquer que la grande majorité des satellites réguliers du système solaire est formé à partir de l'accrétion d' anneaux planétaires. Au cours du temps, ces anneaux " visqueux " entourant des planètes géantes ou des planètes dites " telluriques " telles que la Terre ou Pluton (la prédiction de ce modèle ne fonctionne pas uniquement pour la répartition des satellites de Jupiter) s'étalent (près de la planète les forces gravitationnelles tendent à faire s'accréter les grains qui les constituent mais les forces de marée les en empêchent) et lorsqu'ils atteignent une certaine distance de la planète (appelée " limite de Roche "), la gravité l'emporte sur l'effet de marée, ils forment ainsi de petits agrégats qui se détachent progressivement (sur des millions d'années) et s'éloignent. Les anneaux donnent ainsi naissance à des satellites en orbite autour de la planète, certains de ces anneaux ayant depuis disparu alors que le processus se poursuit sur Saturne par des cycles de confinement et de déconfinement des anneaux de quelques millions d'années : lorsqu'un gros satellite s'éloigne, par le mécanisme d' action et réaction, il repousse l'anneau sous la limite de Roche (confinement) ; lorsque le satellite est suffisamment éloigné, l'anneau s'étale à nouveau pour redépasser la limite de Roche (déconfinement).

Cas le plus rencontré : il faut que deux astéroïdes (rarement un seul), gravitant l'un près de l'autre s'approchent suffisamment d'une planète pour que son champ gravitationnel ne soit pas négligeable. Dès lors, l'astéroïde le plus proche ou le plus massif de la planète se retrouve happé dans le champ gravitationnel de cette dernière. Sa trajectoire est alors modifiée par la force de l'attraction de l'astre qui s'ajoute aux autres forces exercées sur celui-ci ( inertie, attraction de l'autre astéroïde, etc.). Si l'attirance de l'astre est la plus forte, la liaison entre les deux astéroïdes cède, le jumeau reçoit ainsi une impulsion d'énergie et file dans l'espace tandis que l'autre astéroïde commence son premier tour d'orbite ainsi que sa vie de satellite.

Dernier cas, qui est aussi le plus rare : il se produit lorsqu'un astéroïde de taille monstrueuse heurte une planète. Lors de ce choc titanesque, un panache de matière jaillit de l'impact, contenant roche et même des fragments du noyau de la planète. Cette matière va s'agglomérer, formant un nouveau corps. Mais ce dernier, trop lourd à cause de la masse métallique extraite du noyau de la planète, chute à nouveau et va percuter une seconde fois la planète. Cette fois, la partie arrachée du noyau se fond quasi totalement avec celui de la planète. Le panache ainsi formé sera donc exempt de particules métalliques, plus lourdes. Ce dernier va tout de même se scinder en deux, une partie retournera à l'astre, l'autre commencera une orbite. Cette matière va s'agglomérer de façon à créer un nouveau satellite. Toute cette séquence peut prendre seulement vingt-quatre heures.

Il existe des exceptions ou des variations à ce modèle standard de formation. En particulier, les couples Terre-Lune et peut-être Pluton-Charon tireraient leur origine de la collision de deux grands objets proto-planétaires. La matière éjectée en orbite autour du corps central aurait alors formé un ou plusieurs objets par accrétion. On pense par ailleurs que les satellites d'astéroïdes se forment principalement par ce processus.

Définition

Le terme de " satellite " ne possède pas de définition scientifique précise. En particulier, l'existence de couples Pluton- Charon et Terre- Lune, où le rapport des masses entre le corps central et son satellite n'est pas aussi prononcé que dans la plupart des autres systèmes, rend difficile la détermination d'une limite séparant un système satellitaire d'une planète double. Une définition commune suppose qu'un système satellitaire doit posséder un barycentre situé sous la surface du corps le plus massif, mais elle n'est pas officielle et reste arbitraire.

À l'autre bout de l'échelle, les systèmes annulaires autour des géantes gazeuses du Système solaire sont composés de petits morceaux de glace et de roche ; il n'existe aucune limite définissant une taille à partir de laquelle un tel morceau est suffisamment grand pour être considéré comme un satellite à part entière.

Terminologie

Le premier satellite naturel connu est la Lune. Jusqu'à la découverte des satellites galiléens en 1610, aucune occasion ne s'est donc présentée pour caractériser de tels objets. Galilée choisit pour sa part le terme grec latinisé stellae planetæ (" étoiles errantes ", par opposition aux étoiles fixes) pour les désigner. C'est Képler qui les nomme " satellites " en 1611, du latin satelles signifiant " gardien " ou " compagnon ", le satellite semblant accompagner la planète dans ses déplacements.

Christian Huygens, le découvreur de Titan, est le premier à utiliser le terme " lune " pour ce type d'objet, appelant Titan Luna Saturni ou Luna Saturnia (" lune de Saturne " ou " lune saturnienne ").

Au fil des découvertes, le terme est abandonné ; Jean-Dominique Cassini utilise parfois le terme de " planètes " pour ses découvertes, mais plus souvent celui de " satellites ".

Le terme de " satellite " devient la norme pour décrire un objet en orbite autour d'une planète, permettant d'éviter l'ambiguïté de " lune ". Cependant, en 1957, le lancement de Spoutnik 1, le premier objet artificiel en orbite autour de la Terre, rend nécessaire la distinction entre les satellites artificiels et les satellites naturels. Le terme simple de " satellite " tend à désigner principalement les objets artificiels et le terme " lune " est à nouveau souvent employé. Par contre, on appelle toujours " satellite " les nouveaux corps détectés autour d'objets eux-mêmes en orbite autour du Soleil (leur désignation provisoire est " S " suivi d'un numéro, comme S/2004 N 1).

Satellites naturels du Système solaire

À la mi-, on connaît plus de 620 satellites naturels dans le Système solaire dont au moins 416 autour d'un astéroïde et 205 satellites confirmés autour des planètes du Système solaire : Jupiter en compte 79, Saturne 82 (plus environ 150 lunes mineures), Uranus 27, Neptune 14, Mars 2 et la Terre 1. On connaît 9 lunes orbitant autour de planètes naines : 5 pour Pluton, 2 pour Hauméa, 1 pour Makémaké et 1 pour Éris. Environ 200 autres (dont au moins une quarantaine ayant une désignation provisoire ou définitive) ont été découvertes autour d' astéroïdes et autres petits corps du Système solaire. Certaines études [Lesquelles ?] estiment que 15 % des objets transneptuniens possèdent au moins un satellite.

Les lunes du Système solaire d'un diamètre supérieur à 2 000 km sont la Lune (satellite de la Terre), les lunes galiléennes de Jupiter ( Io, Europe, Ganymède et Callisto), Titan (lune de Saturne) et Triton (lune de Neptune). Toutes ces lunes sont plus grandes que Pluton. Ganymède et Titan sont plus grandes que Mercure, la plus petite des planètes du Système solaire.

Les géantes gazeuses possèdent des systèmes entiers de satellites naturels, dont plusieurs ont une taille comparable à la Lune. Parmi les planètes internes, Mercure et Vénus n'ont aucun satellite, la Terre en possède un unique de grande taille (la Lune) et Mars deux lunes minuscules ( Phobos et Déimos). Parmi les planètes naines, Cérès n'en possède pas (au contraire de nombreux autres objets de la ceinture d'astéroïdes) ; Éris en possède un ( Dysnomie) ; Makémaké en possède également un ( S/2015 (136472) 1) ; Hauméa deux ( Hiʻiaka et Namaka) ; Pluton cinq ( Nix, Hydre, Charon, Kerbéros et Styx). Les candidats parmi d'autres au statut de planète naine Orcus et Quaoar en possèdent aussi chacun un.

La plupart des satellites naturels proches sont en rotation synchrone avec le corps autour duquel il tourne, ce qui signifie qu'ils tournent sur eux-mêmes en autant de temps qu'ils effectuent une révolution complète autour de la planète, et présentent ainsi toujours la même face vers la planète (c'est le cas par exemple de la Lune). Parmi les exceptions, Hypérion, une lune de Saturne, tourne de façon chaotique à cause de plusieurs influences extérieures.

En revanche, les satellites extérieurs des géantes gazeuses en sont trop éloignés pour être en rotation synchrone. Par exemple, Himalia (lune de Jupiter), Phœbé (lune de Saturne) et Néréide (lune de Neptune) ont une période de rotation de 10 h et une période orbitale de centaines de jours.

On ne connaît aucun satellite naturel d'un autre satellite naturel dans notre Système solaire. On ne sait pas si de tels objets sont stables à long terme. Dans la plupart des cas, la force de marée causés par l' objet primaire rend un tel système instable. En théorie, un satellite secondaire peut exister à l'intérieur de la sphère de Hill d'un satellite primaire, mais aucun objet de ce type n'a encore été détecté. Des recherches ont été effectuées pour trouver un satellite de la Lune, sans succès.

Mais même si aucun satellite naturel n'est découvert autour d'un autre satellite des objets suivant une trajectoire de quasi-satellite peuvent orbiter temporairement autour d'un satellite. C'est ce qu'a réalisé l' Union soviétique avec sa sonde Phobos 2 en 1989 autour du satellite martien du même nom.

Un projet de la NASA prévoit de mettre un astéroïde de taille moyenne en orbite autour de la Lune et peut être le premier satellite d'un satellite connu, projet abandonné.

L'exoplanète Kepler-1625 b peut avoir un satellite naturel ( Kepler-1625 b I) dont un autre satellite naturel orbite autour du satellite naturel. La lune extrasolaire Kepler-1625 b I est un satellite naturel de la taille de Neptune, or, on n'a jamais découvert un satellite naturel aussi grand dans notre Système solaire ce qui rend possible l'existence de satellites de satellites dans d'autres systèmes planétaires.

Deux lunes possèdent des petits compagnons à leurs points de Lagrange L ₄ et L ₅, appelés lunes co-orbitales par analogie avec les astéroïdes troyens de Jupiter :

Un satellite de planète mineure est un astéroïde en orbite autour d'un autre astéroïde. On considère généralement qu'ils sont formés des débris résultant d'un impact impliquant l'astéroïde primaire. D'autres systèmes pourraient avoir été formés par de petits objets capturés par la gravité d'un corps plus grand. Au début des années 1990, la découverte de la petite lune Dactyle orbitant autour de (243) Ida a confirmé que les astéroïdes peuvent également posséder des satellites naturels. Certains corps, comme (90) Antiope, sont des astéroïdes doubles formés de deux composants de taille similaire. Plusieurs astéroïdes ayant deux satellites sont aujourd'hui connus, dont (87) Sylvia.

La table suivante regroupe les lunes du Système solaire selon leur diamètre moyen et le corps autour duquel elles orbitent. La colonne de droite inclut certains autres objets notables (planètes, planètes naines, astéroïdes, transneptuniens) à titre de comparaison.

Sur les autres projets Wikimedia :

Science&Vie Junior, Les lunes du système solaire : Naissance des satellites, Mathilde Fontez, Paris, 1913, 230,

Science&Vie Junior, Le bing bong de la lune, Fabrice Nicot, Paris, 1913, 162,

La cité des sciences

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Un satellite naturel est un objet céleste en orbite autour d'une planète ou d'un autre objet plus grand que lui-même et qui n'est pas d'origine humaine, par opposition aux satellites artificiels. Ils peuvent être de grosse taille et ressembler à de petites planètes.

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Des satellites naturels plus gros qu'une planète.

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Une météorite est une roche issue de l'espace interplanétaire qui est arrivée naturellement sur Terre. Si elle est dans l'espace et n'a donc pas encore traversé l'atmosphère, on la nomme "météoroïde" ou "astéroïde" (si elle est grosse).

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Petit corps du système solaire externe composé de roches et de glace, la comète se fait remarquer dans le ciel par son éclat diffus. En effet, lorsqu’une comète s’approche du Soleil, la glace qu’elle contient se volatilise. Cette sublimation forme une queue spectaculaire.

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L'astéroïde de la ceinture principale (243) Ida ainsi que sa lune Dactyle. Dactyle est la première lune astéroïdale à avoir été découverte.

L'astéroïde géocroiseur (101955) Bénou photographié par la sonde OSIRIS-REx en décembre 2018.

Modélisation basée sur des images radar de l'astéroïde géocroiseur (4769) Castalie. Il s'agit d'un corps binaire à contact.

Un astéroïde (du grec ancien ἀστεροειδής / asteroeidḗs, " qui ressemble à une étoile ",) est une planète mineure composée de roches, de métaux et de glaces, et dont les dimensions varient de l'ordre du mètre (limite actuelle de détection) à plusieurs centaines de kilomètres. L'appellation " en forme d'étoile " vient de l'aspect irrégulier des astéroïdes au télescope, différent du disque parfait des planètes, lors des premières observations astronomiques.

En 1801, le premier astéroïde découvert est nommé Cérès. C'est le plus gros astéroïde de la ceinture principale, groupe d'astéroïdes le plus important en nombre d'objets connus (plus de 720 000 en avril 2019 ou environ 750 000 en comptant la périphérie immédiate), situé entre les orbites de Mars et de Jupiter. Les astéroïdes géocroiseurs (environ 20 000 connus en avril 2019) constituent le second groupe en nombre, ils croisent l'orbite de la Terre. Les deux groupes rassemblent plus de 95 % des planètes mineures connues.

Les planètes mineures situées au-delà de Neptune sont parfois considérées comme des astéroïdes mais aussi, de plus en plus souvent, distinguées et désignées comme objets transneptuniens. Leur composition est plus riche en glace et plus pauvre en métaux et en roches, ce qui les apparente à des noyaux cométaires.

Contrairement aux comètes, les astéroïdes ne présentent pas d' activité cométaire. Cependant, quelques-uns ont été observés avec une activité partielle et sont qualifiés d' astéroïdes actifs.

On suppose que les astéroïdes sont des restes du disque protoplanétaire qui ne se sont pas regroupés en planètes.

Certains astéroïdes géocroiseurs sont considérés comme potentiellement dangereux à cause du risque de collision avec la Terre. Ils sont surveillés par des systèmes automatisés et des études sont menées sur les possibilités de les détourner en cas de menace affirmée.

(1) Cérès photographié par la sonde Dawn en mai 2015.

Le premier astéroïde est découvert fortuitement par Giuseppe Piazzi, directeur de l'observatoire de Palerme. Le janvier 1801, alors qu'il mène des observations dans la constellation du Taureau afin d'établir un catalogue stellaire, il repère un nouvel astre. Le lendemain, il constate avec surprise que celui-ci s'est déplacé vers l'ouest. Il suit le déplacement de cet objet pendant plusieurs nuits. Son collègue, Carl Friedrich Gauss, utilise ces observations pour déterminer la distance exacte de cet objet inconnu à la Terre. Ses calculs situent l'astre entre les planètes Mars et Jupiter. Piazzi le nomme Cérès, du nom de la déesse romaine qui fait sortir la sève de la terre et qui fait pousser les jeunes pousses au printemps, et également déesse protectrice de la Sicile.

Selon la loi de Titius-Bode, formulée en 1766 par Johann Daniel Titius et divulguée par Johann Elert Bode, une planète aurait dû graviter entre Mars et Jupiter. Une campagne d'observation, initiée par Joseph Jérôme Lefrançois de Lalande en 1796, avait été lancée afin de la localiser. Piazzi, sans le vouloir, avait devancé ses collègues avec la découverte de Cérès sur l'orbite de l'hypothétique planète.

Entre 1802 et 1807, trois autres objets sont découverts sur des orbites voisines : Pallas, Junon et Vesta. Les quatre nouveaux corps sont alors considérés comme de véritables planètes. Le terme de petites planètes est généralement employé ; cependant dès 1802, William Herschel propose l'appellation d' astéroïde, qui signifie littéralement " en forme d'étoile ", à cause de leur aspect au télescope, différent de celui en forme de disque régulier des autres planètes. Avec, de plus, leur petite taille ou l' inclinaison orbitale élevée de Pallas, il s'agissait selon lui d'objets du Système solaire à distinguer des planètes.

Il faut attendre 1845 pour qu'une nouvelle petite planète soit découverte, Astrée, par Karl Ludwig Hencke. Dès lors, les découvertes ne cessent de se multiplier et l'appellation proposée par Herschel s'impose.

En juillet 1868, cent astéroïdes sont connus. La millième découverte homologuée a lieu en novembre 1921 ((969) Leocadia) et la dix-millième en octobre 1989 (). En règle générale, l'ordre des dates de découverte diffère de l'ordre de numérotation des astéroïdes, car l'affectation d'un numéro se fait après une détermination suffisamment fiable de l'orbite de l'objet.

La majorité des astéroïdes connus sont situés dans la zone comprise entre Mars et Jupiter, dite ceinture d'astéroïdes (ou ceinture principale). Mais d'autres ont été découverts en dehors de cette zone, soit parce qu'ils possèdent une orbite qui les fait s'éloigner de la ceinture principale, soit parce qu'ils sont situés dans une tout autre zone du Système solaire (voir Principaux groupements). La plupart d'entre eux sont plus éloignés du Soleil, mais on en connaît qui sont moins éloignés que Mars ( astéroïdes Amor et astéroïdes Apollon), la Terre ( astéroïdes Aton et astéroïdes Atira) et même Vénus ().

L'étude des astéroïdes fut longtemps délaissée par les astronomes. Nous les connaissons depuis maintenant plus de deux cents ans, mais ils étaient considérés comme les rebuts du Système solaire. On sait maintenant que les astéroïdes sont une clé importante de la compréhension de la formation du Système solaire et c'est pour cette raison que les astronomes montrent un plus grand intérêt envers ces objets.

La composition des astéroïdes est évaluée d'après leur spectre optique mesurant la lumière réfléchie, qui correspond à la composition de leur surface. Celle des météorites est connue avec l'analyse des fragments retrouvés sur Terre.

Le système classique de classification spectrale des astéroïdes, élaboré en 1975, les classe selon un système basé sur leur couleur, leur albédo et leur spectre optique. Ces propriétés étaient censées correspondre à la composition de leur surface. Il faut noter, cependant, que certains types sont plus facilement détectables que d'autres. Ainsi, ce n'est pas parce que la proportion d'astéroïdes d'un type donné est plus importante qu'ils sont effectivement plus nombreux. Il existe des systèmes de classification plus récents, dont deux se démarquent : Tholen (de l'astronome David J. Tholen) et SMASS.

À l'origine, la classification des astéroïdes se basait sur l'hypothèse de leur composition :

Ceci a porté à confusion, car le type spectral d'un astéroïde ne garantit pas sa composition.

Des géocroiseurs aux troyens de Jupiter : du centre à la périphérie, géocroiseurs (en vert et rouge), ceinture principale (en blanc), groupe de Hilda (en brun), troyens de Jupiter (en vert).

La ceinture principale d'astéroïdes, entre les orbites de Mars et Jupiter, distante de deux à quatre unités astronomiques du Soleil, est le principal groupement d'astéroïdes : environ 720 000 objets y ont été répertoriés à ce jour (avril 2019), auxquels on peut ajouter 30 000 autres gravitant dans sa périphérie immédiate ( groupe de Hungaria, groupe de Cybèle et groupe de Hilda notamment). L'influence du champ gravitationnel de Jupiter les a empêchés de former une planète. Cette influence de Jupiter est également à l'origine des lacunes de Kirkwood, zones quasiment vides situées au milieu et sur les bords de la ceinture et dues à des phénomènes de résonance orbitale.

Les troyens de Jupiter sont situés sur des orbites très proches de celle de Jupiter, à proximité des deux points de Lagrange L ₄ et L ₅. On en compte environ 7 200 en avril 2019. Le nom fait référence à la guerre de Troie : les points L ₄ et L ₅ sont associés respectivement au camp grec et au camp troyen et les astéroïdes y sont nommés, sauf exception, avec des noms de personnages du camp associé.

Astéroïdes géocroiseurs : ellipses orbitales des 4 astéroïdes ayant donné leurs noms aux groupes, (1221) Amor (extérieur proche), (1862) Apollon (croiseur extérieur), (2062) Aton (croiseur intérieur) et (163693) Atira (intérieur proche), relativement à celle de la Terre.

Au sens strict, les astéroïdes géocroiseurs sont des astéroïdes dont l'orbite croise celle de la Terre ( Earth-crosser asteroid ou ECA en anglais). En pratique, en français, le terme est le plus souvent entendu au sens large et inclut également les astéroïdes dont l'orbite est " proche " de celle de la Terre (passe à moins de 0,3 unité astronomique) ( near Earth asteroid ou NEA en anglais). On en dénombre environ 20 000 (avril 2019).

Ces astéroïdes sont classiquement classés en quatre groupes :

L'intérêt médiatique parfois très fort porté sur les astéroïdes géocroiseurs est lié à la crainte de les voir entrer en collision avec la Terre. Voir section Risques d'impact avec la Terre.

Les centaures sont des planètes mineures qui gravitent entre les orbites des planètes géantes gazeuses. On en compte en avril 2019 entre 200 et 500 suivant le périmètre précis attribué à ce groupe (frontière non standardisée avec d'autres groupes tels que celui des damocloïdes). Le premier qui fut découvert est (2060) Chiron, en 1977. On suppose généralement que ce sont d'anciens objets transneptuniens ayant été éjectés de leurs trajectoires, suite, par exemple, à un passage à proximité de Neptune.

On dénombre en avril 2019 environ 3 200 objets transneptuniens. Les principaux groupes de cette zone du Système solaire sont décrits dans l'article Planète mineure.

L'astéroïde (433) Éros survolé par la sonde NEAR Shoemaker, le 19 septembre 2000 (vidéo).

Les premières images rapprochées d'astéroïdes sont l'œuvre de la sonde Galileo qui, lors de son transit vers Jupiter, put s'approcher de (951) Gaspra en 1991 puis de (243) Ida en 1993.

La sonde NEAR Shoemaker est la première dont la mission principale concerne l'étude d'un astéroïde. Lancée le par la NASA, elle se met en orbite autour de (433) Éros, l'un des plus gros astéroïdes géocroiseurs. Après en avoir établi une cartographie complète entre avril et octobre 2000, et bien que cela n'ait pas été prévu initialement, la sonde se pose en douceur sur l'astéroïde le . Son dernier signal est reçu le 28 février.

En 2003, la JAXA lance la sonde Hayabusa vers l'astéroïde géocroiseur (25143) Itokawa, avec pour objectif de s'y poser en douceur et d'en prélever des échantillons. Malgré plusieurs pannes et incidents, la sonde revient sur Terre le , sans que l'on sache si elle contient effectivement des échantillons. Finalement, le 16 novembre, la Jaxa annonce que l'analyse des particules récoltées a confirmé leur origine extraterrestre. Le Japon devient ainsi le premier pays à s'être posé sur un astéroïde et en avoir rapporté des échantillons. Deux missions en cours (avril 2019) prévoient également des retours d'échantillon : Hayabusa 2 (prélèvement réussi en 2019 et retour en décembre 2020) et OSIRIS-Rex (prélèvement d'échantillon en 2020 et retour prévu en 2023).

En 2007, la NASA lance la sonde Dawn en direction de deux des plus gros astéroïdes de la ceinture principale, (4) Vesta et (1) Cérès. Elle se place d'abord en orbite autour de Vesta entre juillet 2011 et août 2012 puis rejoint Cérès autour duquel elle se met en orbite en mars 2015. C'est la première sonde spatiale à se positionner successivement en orbite autour de deux objets différents. Des études approfondies ont notamment concerné la géographie et la géologie des deux astéroïdes.

Les principaux lancements planifiés concernent la mission DART (test de l'usage d'un impacteur pour dévier un astéroïde, lancement en 2021), la sonde Lucy (étude de troyens de Jupiter, lancement en 2021) et la sonde Psyché (étude de l' astéroïde métallique (16) Psyché, lancée le ). Ces trois missions sont développées par la NASA.

La sonde New Horizons est la première et à ce jour la seule à avoir exploré des objets transneptuniens (surlignés en jaune dans le tableau). Lancée par la NASA en janvier 2006, elle n'arrive au niveau de son objectif principal, Pluton, que 8 ans et demi plus tard en juillet 2015. Des résultats remarquables sont apportés sur la géographie, la géologie, l'atmosphère ou encore les satellites de Pluton. La sonde est ensuite dirigée vers qui devient ainsi le deuxième objet transneptunien photographié de près.

Remarque : ne sont ici listés que les astéroïdes explorés "de près" par une sonde spatiale (a minima survolés à moins de 20 000 km) ; quelques autres ont été survolés "de loin" tels que les astéroïdes de la ceinture principale (2685) Masursky et (132524) APL ou l'objet transneptunien (15810) Arawn.

Les astéroïdes sont presque impossibles à observer à l'œil nu. Ils sont bien plus petits que les planètes, et très peu lumineux. L'astéroïde en est l'exception, puisque c'est le seul qu'il soit parfois possible d'observer sans appareil optique. Sa luminosité n'étant toutefois pas très grande, il faut donc savoir où poser le regard.

Un astéroïde ressemble plus ou moins à une étoile qui brille dans le ciel nocturne. Le meilleur moyen pour partir à la chasse aux astéroïdes avec ses jumelles ou son télescope est d'observer le fond étoilé, plusieurs nuits d'affilée, et de détecter les points lumineux qui se déplacent par rapport au fond, qui, lui, paraît stable. Certains catalogues répertorient la position des astéroïdes, et il est alors plus facile de pointer le télescope au bon endroit.

Vue aérienne du cratère Barringer en Arizona, d'environ 1,2 km de diamètre. L'hypothèse actuelle l'attribue à un objet d'environ 50 m de diamètre tombé il y a environ 50 000 ans.

Au 27 avril 2019, la JPL Small-Body Database recense 20 000 astéroïdes géocroiseurs au sens large (notion de Near Earth Asteroids ou NEA en anglais) dont 12 500 géocroiseurs au sens strict (notion de Earth-Crosser Asteroids ou ECA en anglais).

Seule une petite partie d'entre eux sont classés comme objets potentiellement dangereux (notion de Potentially Hazardous Asteroids ou PHA en anglais). La définition classique repose sur deux critères : une distance minimale d'intersection de l'orbite terrestre (T-DMIO ou E-MOID en anglais) inférieure à 0,05 ua (soit environ 7 480 000 km ou 19,5 distances lunaires) et une magnitude absolue inférieure à 22,0, ce qui correspond à un diamètre supérieur à 140 m dans le cas d'un albédo moyen de 14 %. Le Centre des planètes mineures tient à jour quotidiennement une liste d'astéroïdes répondant à ces deux critères. La liste publiée le 19 novembre 2022 recense 2 315 astéroïdes potentiellement dangereux.

Echelle de Turin utilisée pour qualifier la dangerosité des objets potentiellement dangereux. Aucun objet n'est actuellement classé au-dessus de 0 (avril 2019).

Les orbites de ces objets n'étant connues qu'avec une incertitude non négligeable, le risque est évalué à travers un calcul de probabilité. Deux échelles normalisées permettent de quantifier ce risque, l' échelle de Palerme et l' échelle de Turin. Cette dernière, reconnue par l' Union astronomique internationale depuis 1999 et couramment utilisée dans les articles de vulgarisation, quantifie le niveau de risque de 0 à 10 en croisant une estimation de la probabilité d'impact et une estimation de l'énergie d'impact. Ces évaluations évoluent en permanence en fonction des réévaluations régulières des orbites. Plusieurs institutions et programmes d'observation étudient ce risque en continu. L' agence spatiale européenne (ESA), par exemple, a initié en 2004 un projet à long terme de protection de la Terre contre les géocroiseurs.

Chaque année, quelques astéroïdes sont un temps côtés au niveau 1 de l'échelle de Turin par l'un ou l'autre de ces programmes (le plus souvent durant les jours ou semaines qui suivent leur découverte ou une nouvelle observation), avant d'être rétrogradés au niveau 0 une fois l'orbite mieux connue. Entre 2002 et 2018, seuls deux astéroïdes ont dépassé le niveau 1 : (99942) Apophis (un temps côté 4 après sa découverte en 2004, puis resté côté 1 jusqu'en décembre 2006) et (un temps côté 2).

Parallèlement au développement de programmes visant à mieux connaître les objets potentiellement dangereux (astéroïdes ou comètes), plusieurs stratégies visant à détruire ou dévier un tel objet ont progressivement été étudiées. Les stratégies visant la destruction sont généralement jugées non pertinentes (risques liés à la fragmentation de l'objet, retombée de matière radioactive, coût élevé...). Les stratégies de déviation les plus étudiées reposent sur un impacteur ou sur une explosion à distance de l'objet. La mission DART développée par la NASA (lancement réalisé en 2021) a permis de tester l'effet d'un impacteur sur la déviation d'un astéroïde. D'autres stratégies reposant sur une déviation lente ont également été proposées (sonde jouant le rôle de tracteur gravitationnel, utilisation de l' effet Yarkovsky, voile solaire, éjection de matière par une catapulte installée sur l'objet, etc.) mais restent conditionnées à une longue anticipation de l'événement.

Bolide.

Fragment de l'astéroïde 2008 TC₃ découvert au Soudan lors de recherches conduites par Peter Jenniskens en 2008-2009.

Régulièrement, des météoroïdes ou astéroïdes de petite taille pénètrent dans l'atmosphère terrestre, se transforment en bolide (phénomène lumineux intense généré par les frottements), et, finalement, impactent la Terre (généralement après s'être fractionnés dans le cas des petits astéroïdes). Le superbolide de Tcheliabinsk observé le 15 février 2013 est un exemple récent et célèbre de ce type de phénomène. Selon les estimations, l'objet à l'origine de l'événement était un astéroïde géocroiseur de type Apollon d'un diamètre compris entre 15 et 17 mètres. Cet astéroïde n'était pas connu avant son impact, ce qui est le cas le plus fréquent : la grande majorité des petits astéroïdes frôlant (ou éventuellement percutant) la Terre ne sont détectés qu'après leur passage ou moins de 24 heures avant.

On ne compte en 2018 que 3 petits astéroïdes ayant été découverts (moins de 24 heures) avant leur impact (, et ). Ce chiffre est à comparer au 556 bolides de diamètre supérieur à 1 mètre s'étant désintégrés dans l'atmosphère terrestre entre 1994 et 2013 selon les observations de la NASA.

Dans les années 2010, des projets d'exploitation minière des astéroïdes sont lancés par des sociétés privées du secteur spatial, Planetary Resources (créée en 2010) et Deep Space Industries (créée en 2013). Les astéroïdes sont en effet riches en matériaux précieux, tels les métaux lourds et les terres rares, présents sur leur surface car ces corps sont trop petits pour avoir subi la différenciation planétaire : la valeur commerciale d'un d'astéroïde, hors frais d'exploitation, est estimée à 5 000 milliards d'euros. La NASA a également pour ambition de capturer un petit astéroïde (de 7 à 10 mètres de diamètre, avec un poids maximal de 500 tonnes) et de le mettre en orbite stable autour de la Lune. Les faisabilités et le coût de ces projets font l'objet de débats, seule la sonde Hayabusa ayant réussi en 2010 à ramener quelques poussières de l' astéroïde Itokawa.

La plupart des astéroïdes gravitent de manière anonyme dans la ceinture principale. Quelques-uns accèdent toutefois à la notoriété, en particulier au regard de l'histoire des découvertes, de leur taille, orbite ou propriété atypiques, de leur dangerosité pour la Terre, etc.

Des tableaux plus complets (avec d'autres caractéristiques singulières et prolongées aux centaures et objets transneptuniens) sont proposés dans l'article Planète mineure.

La journée internationale des astéroïdes est organisée le 30 juin de chaque année.

Le genre cinématographique du film catastrophe a exploré plusieurs fois le thème du risque d'impact majeur. Les deux principaux représentant du genre sont :

Meteor (1979), film américain de Ronald Neame avec Sean Connery et Natalie Wood. L'astéroïde Orpheus est finalement détruit par des tirs nucléaires conjoints d'un satellite américain et d'un satellite soviétique.

Armageddon (1998), film américain de Michael Bay avec Bruce Willis. Une équipe spécialisée dans le forage pétrolier est envoyée sur l'astéroïde pour y enfouir une charge nucléaire.

À noter que d'autres films du même genre mettent en scène une comète et non un astéroïde. C'est notamment le cas du film pionnier du genre La Fin du monde (1931, Abel Gance), du film Deep Impact (1998, Mimi Leder), ou plus récemment du film Don't Look Up : Déni cosmique (2021, Adam McKay).

Les récits de science-fiction interplanétaires mettent régulièrement en scène des astéroïdes. Plusieurs thèmes sont abordés : traversée de champs d'astéroïdes, exploitation minière, implantation de bases militaires, colonisation, astéroïdes habités par des créatures extra-terrestres, etc. L'une des scènes les plus célèbres est la traversée d'un champ d'astéroïdes dans Star Wars, épisode V : L'Empire contre-attaque (scène très peu réaliste si on la ramène au cas de la ceinture principale du Système solaire).

Le Petit Prince (1943), roman d'Antoine de Saint-Exupéry, œuvre poétique et philosophique écrit sous la forme d'un conte pour enfants. Le petit prince est originaire de l'astéroïde B 612 et poursuit un voyage initiatique de planète en planète. L'astéroïde (46610) Bésixdouze et le satellite de l'astéroïde (45) Eugénie nommé Petit-Prince ont été nommés en l'honneur de cette œuvre.

Deux aventures de Tintin mettent en scène un astéroïde. Dans L'Étoile mystérieuse (1942), un " aérolithe ", fragment d'un bolide ayant frôlé la Terre, tombe en mer... Dans On a marché sur la Lune (1954), le capitaine Haddock se trouve entraîné par l'attraction de l'astéroïde Adonis. À noter que le véritable astéroïde (2101) Adonis avait été découvert quelques années plus tôt, en 1936, et avait fait alors sensation par son passage à moins de 5 distances lunaires de la Terre. Les astéroïdes (1652) Hergé, (1683) Castafiore et (327082) Tournesol ont été nommés en l'honneur de l'auteur et de ses personnages.

Le film Asteroid City (Wes Anderson, 2023) prend pour cadre une convention de jeunes astronomes se déroulant lors du Asteroid Day de 1955 organisé à Asteroid City, lieu fictif évoquant directement Meteor Crater en Arizona.

Le jeu d'arcade , sorti en 1979, plonge le joueur au cœur d'une bataille spatiale se déroulant au milieu d'un champ d'astéroïdes. C'est l'un des plus grands succès d'Atari dans les années 1980.

1. Consultée le 27 avril 2019 avec critères "Atira or Aten or Apollo or Amor" (20 021 objets).

2. Consultée le 27 avril 2019 avec critère "Atira" (19 objets). Remarque : la base de données du MPC donne le nombre de 34 ; la différence provient du fait que le MPC retient le critère Q < 1 alors que le JPL utilise le critère plus strict Q < qTerre = 0,983.

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Sont mentionnés ici des ouvrages de vulgarisation. Se reporter à la bibliographie de la page Planète mineure pour une bibliographie plus scientifique.

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Un astéroïde (du grec ancien ἀστεροειδής / asteroeidḗs, " qui ressemble à une étoile ",) est une planète mineure composée de roches, de métaux et de glaces, et dont les dimensions varient de l'ordre du mètre (limite actuelle de détection) à plusieurs centaines de kilomètres.

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QU'EST-CE QU'UN ASTÉROÏDE ? - Les essentiels de Jamy