Entre les orbites de Mars et de Jupiter se trouvent des milliers voire des millions d’astéroïdes. Tous ces cailloux plus ou moins gros tournent autour du Soleil à leur propre rythme, en un ballet dynamique, complexe et déroutant. Dépassons les idées préconçues à son sujet, et entrevoyons les bizarreries sidérales et sidérantes de cet environnement sans équivalent ni dans le voisinage de la Terre ni dans notre imaginaire…
Une foule vraiment space…
Si je vous dis « ceinture d’astéroïdes », que visualisez-vous ? D’innombrables cailloux brunâtres de quelques centaines de mètres de long, défilant proches les uns des autres en un flot chaotique ? Cette vision a de quoi fasciner, mais elle n’est pas conforme à la réalité. Voyons un peu ce qu’en disent les observations :
- Il y a bien une foule immense d’astéroïdes entre Mars et Jupiter : il a été estimé en 2002 que la région contiendrait entre 700 000 et 1,7 millions d’astéroïdes de plus d’1 km de dimension !
- La ceinture s’étend sur une zone absolument immense : la majorité de ses astéroïdes orbitent entre 2,1 UA et 3,5 UA (une UA = 150 millions de kilomètres) de distance du Soleil, soit un intervalle de plus de 200 millions de kilomètres pour une circonférence approximative de 2 milliards de kilomètres dans sa zone la plus « dense »…
- En moyenne un minimum d’un million de kilomètres sépare chaque astéroïde, soit plus de deux fois la distance séparant la Terre et la Lune, et ces astéroïdes sont rarement liés par la gravité !
- Les collisions majeures y sont rares à l’échelle d’une vie humaine : elles ne se produiraient en moyenne qu’une fois tous les 1 million à une fois tous les 10 millions d’années (ce qui est en revanche fréquent à l’échelle des temps géologiques et stellaires !)
- Non seulement relâchée, la ceinture est également extrêmement légère : tous ses astéroïdes combinés ne représenteraient que 3 à 4% de la masse de la Lune, qui est elle-même dix fois plus légère que la Terre !
- La ceinture comporte 4 grandes stars : Hygée, Pallas, Vesta et Cérès constituent à eux seuls près de la moitié de la masse de la ceinture. Cérès représente même près du tiers de la masse totale de la ceinture et, avec sa forme quasi-sphérique, est considérée comme une planète naine !
… Avec une organisation fascinante
L’immense anneau de débris que constitue la ceinture d’astéroïdes n’est cependant pas entièrement chaotique ni dans sa composition ni dans son organisation, et des phénomènes fascinants l’animent !
- La ceinture est pleine de poussière très fine, et c’est celle-ci qui cause la lumière zodiacale, une bande lumineuse visible au niveau du zodiaque par temps très clair. Cette poussière se renouvelle sans doute constamment, car ses grains sont soit régulièrement « poussés » au loin par le vent solaire, soit « aspirés » vers le Soleil par effet Poynting-Robertson1.
- La ceinture reste un environnement dynamique, comme en témoignent ses nombreuses « familles » : des sous-groupes d’astéroïdes partageant les mêmes caractéristiques orbitales et chimiques, indiquant des origines communes « récentes » ! Il y aurait au moins entre 20 et 30 de ces « familles », chacune peut-être issue d’une rencontre brutale entre des corps plus grands !
- La ceinture est subdivisée par plusieurs anneaux « vides », appelés lacunes de Kirkwood : sur ces bandes, pratiquement pas d’astéroïdes ! Ces lacunes ont à voir avec Jupiter : des corps placés à 2,5 UA ou 3,275 UA par exemple seraient en résonance orbitale 3:1 ou 2:1 avec la plus grande planète du système solaire (chacun effectuerait 3 ou 2 rotations pour une de Jupiter), or cette résonance orbitale déstabiliserait trop leur orbite…
- La ceinture se compose de trois grands types d’astéroïdes, classés selon leur composition chimique : les astéroïdes de type C, riches en carbone, constitueraient 75% des corps de la région ; ils auraient peu changé depuis l’origine du Système Solaire. Viennent ensuite les astéroïdes S, composés de silicates, des roches fortement altérées depuis la naissance du Soleil et des planètes, et enfin les types M, constitués essentiellement de métaux.
- La ceinture est un reste des ingrédients primordiaux du Système Solaire, que Jupiter (encore elle) aurait empêché de s’agréger pour former une autre planète. Il est d’ailleurs estimé que 99,9% de sa masse initiale aurait été éjectée du Système Solaire juste après la formation et la migration de la géante gazeuse ! Cela étant, les collisions, le rayonnement solaire mais aussi des phénomènes « natifs » confèrent aux astéroïdes ceinturéens des caractéristiques bien différentes de celles qui étaient les leurs à la naissance de notre étoile et de son cortège.
Alors, détrompés ? La ceinture d’astéroïdes n’est ni un danger pour nous sur Terre (en tout cas sans doute pas de notre vivant !) et de nombreuses sondes scientifiques l’ont déjà traversée sans problème ! Tous ces corps rocheux représentent encore des sujets de recherche fascinants et pourraient, un jour, fournir des matières premières utiles pour des voyages spatiaux plus lointains…