Comment les scientifiques trouvent les gros astéroïdes qui peuvent menacer la Terre

« Vous devez savoir ce qui s’en vient, quand ça va arriver et à quel point ça va frapper. »

Lorsque vous dormez profondément la nuit, les télescopes au sommet de hautes montagnes recherchent continuellement des roches spatiales inconnues qui pourraient voler près de la Terre, ou même potentiellement nous frapper.

Le Congrès ordonne à la NASA de trouver et de suivre les astéroïdes et les comètes qui se précipitent dans notre voisinage cosmique, c’est-à-dire à quelque 30 millions de kilomètres de l’orbite terrestre autour du soleil. Ils portent à juste titre le nom d' »objets géocroiseurs » ou NEO, et on pense que des milliers d’objets de grande taille restent à découvrir.

Des télescopes spécialisés à Hawaï, en Arizona et au-delà ont repéré environ 95% des mastodontes d’un kilomètre de large ou plus qui déclencheraient une dévastation planétaire. Pourtant, les astronomes n’ont trouvé que 40% des roches de 460 pieds (communément appelées 140 mètres) ou plus. Ce sont encore des objets relativement grands et menaçants.

« Il y en a beaucoup qui attendent d’être découverts », a déclaré Larry Denneau, l’un des chercheurs qui dirige l’enquête ATLAS, ou Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System, à Indigo Buzz. « Cent quarante mètres, c’est la taille d’une grande ville à emporter. » À la mi-mai 2022, les relevés des roches de plus de 460 pieds avaient repéré environ 10 000 d’une population estimée à 25 000 de ces objets géocroiseurs. Au rythme actuel, deux pour cent de ces roches sont retrouvées chaque année. Cela représente environ 500 roches de ce type découvertes chaque année.

« Il faut savoir ce qui s’en vient »

Heureusement, aucun astéroïde connu de plus de 460 pieds de diamètre ne menacera la Terre au cours du siècle prochain. Les chances d’un impact majeur au cours de notre vie sont, à notre connaissance, extrêmement faibles, disent les astronomes. Pour illustrer, les impacts d’objets d’environ 460 pieds de diamètre se produisent tous les 10 000 à 20 000 ans, et un impact « tueur de dinosaures » d’un rocher d’environ un demi-mile de diamètre ou plus se produit sur des échelles de temps de 100 millions d’années. Mais quelque chose de menaçant pourrait nous surprendre, comme l’astéroïde inattendu de la taille d’un terrain de football qui a balancé à seulement 40 000 milles de la Terre en 2019. C’est pourquoi il est essentiel de regarder. Nous ne pourrons peut-être pas éloigner un rocher qui approche de notre planète – c’est une entreprise spatiale ambitieuse qui prend des années de planification – mais nous pouvons nous préparer à un impact et éloigner les gens.

« Vous devez savoir ce qui va arriver, quand ça va arriver et à quel point ça va frapper », a déclaré à Indigo Buzz Eric Christensen, directeur du Catalina Sky Survey en Arizona.

Fondamentalement, même un astéroïde plus petit, d’environ 100 à 170 pieds de diamètre, pourrait détruire un endroit comme Kansas City, qui abrite un demi-million de personnes. Ainsi, les sondages pour les roches grandes et « petites » sont vitaux.

Nous avons discuté avec des scientifiques des trois relevés au télescope qui découvrent la plupart de ces objets géocroiseurs de la façon dont ils détectent des inconnues relativement minuscules dans de vastes cieux étoilés.

L’astéroïde géocroiseur 2019 MO vu et suivi par le télescope ATLAS en 2019. Crédit : ATLAS

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Pan-STARRS

Pan-STARRS, ou le télescope panoramique et le système de réponse rapide, se trouve au sommet du volcan hawaïen Haleakalā à environ 10 000 pieds. L’enquête est composée de deux télescopes scrutant le ciel et recherchant des mouvements inhabituels, en particulier des choses se déplaçant rapidement ou lentement. Un objet rapide implique un objet plus proche, c’est-à-dire un candidat NEO fort.

Les télescopes, largement financés par le programme d’observation de la Terre proche de la NASA, sont superbes pour capter les points mobiles dans le ciel car ils sont équipés de certains des appareils photo numériques les plus puissants au monde, contenant 1,4 ou 1,5 milliard de pixels. (Un bon appareil photo numérique grand public peut avoir environ 20 millions de pixels.) Avec sa vue perçante, Pan-STARRS a trouvé 253 des 456 astéroïdes géocroiseurs de plus de 460 pieds de large découverts en 2021.et a été un chef de file dans ces détections au cours de la dernière décennie.

Les caméras prennent quatre photos du même endroit dans le ciel pendant une heure, puis le logiciel révèle tout mouvement révélateur dans ces images. Au cours d’une nuit typique, Pan-STARRS pourrait trouver entre 3 000 et 5 000 objets jusque-là inconnus dans la ceinture d’astéroïdes lointaine, dont 5 à 10 sont des objets potentiellement proches de la Terre. Les candidats à grande vitesse sont rapidement envoyés au Minor Planet Center, qui est le centre d’échange officiel mondial pour le catalogage des objets de notre système solaire. Pan-STARRS assurera ensuite le suivi de nouvelles découvertes, pour cerner les orbites des roches. Certains NEO sont finalement étiquetés « astéroïdes potentiellement dangereux », ce qui signifie qu’ils se trouvent à environ cinq millions de kilomètres de la Terre.

S’il s’avère qu’un rocher de plus de 30 pieds de large a plus d’un pour cent de chances de toucher la Terre, la NASA donnera un avertissement officiel à la Maison Blanche et aux autres chefs de gouvernement, qui évalueront ensuite la situation et informeront le public de tout potentiel. grève (avec un peu de chance, il manque la Terre ou tombe dans les vastes océans). La NASA, cependant, n’a toujours jamais émis un tel avertissement.

Bien que les objets se déplaçant plus rapidement dans le ciel soient souvent des objets géocroiseurs, ce sont les roches lentes qui posent particulièrement problème. « Vous devez surveiller ceux qui se déplacent lentement », a déclaré à Indigo Buzz Richard Wainscoat, un astronome de l’Université d’Hawaï qui dirige l’enquête Pan-STARRS. « Vous devez faire un peu attention à ceux-là. »

De notre point de vue sur Terre, un objet se déplaçant lentement pourrait en fait être un rocher venant droit, ou presque droit, sur Terre. Un exemple frappant est l’astéroïde 2019 OK qui, comme indiqué précédemment, s’est balancé à seulement 40 000 milles de notre surface il y a quelques années. « Cela nous a échappé en nous déplaçant très lentement », a déclaré Wainscoat.

Pan-STARRS peut détecter des centaines de nouveaux objets proches de la Terre chaque année, mais il en détecterait probablement encore plus s’il n’y avait pas un certain nombre de défis, à la fois naturels et non naturels. La lune surdimensionnée et extrêmement vive de la Terre éclaire le ciel et peut rendre difficile, voire impossible, la détection d’objets éloignés relativement petits. Le mauvais temps ruine les nuits d’enquête. Et lorsqu’un télescope est hors ligne et a besoin de réparations, Pan-STARRS doit rivaliser avec des tournois de golf professionnels pour l’utilisation de la seule nacelle élévatrice de Maui. Le fait de n’avoir qu’un seul télescope en fonctionnement réduit considérablement leur productivité pendant des mois. « Cela fait une grande différence d’avoir deux télescopes opérationnels », Lambris expliqué. « Nous pouvons sonder deux fois plus de ciel. »

Heureusement, lorsque Pan-STARRS est gêné par les conditions météorologiques ou des réparations, d’autres télescopes sont toujours à la recherche du système solaire.

Enquête sur le ciel de Catalina

Il n’y a pas de concurrence entre les différentes enquêtes. Ils travaillent ensemble pour répondre au mandat du Congrès de la NASA visant à trouver 90% de toutes les roches spatiales de 460 pieds de large ou plus.

« Plus il y a d’yeux sur le ciel, mieux nous sommes », a déclaré Christensen, du Catalina Sky Survey, dont les trois télescopes sont situés dans les montagnes de Santa Catalina en Arizona.

Le Catalina Sky Survey, financé par la NASA, est à la recherche de NEO environ 27 jours par mois, ne prenant une pause que lorsqu’une pleine lune lumineuse entrave l’observation. « Ils peuvent apparaître n’importe où dans le ciel », a souligné Christensen. « Nous devons couvrir autant de ciel que possible. »

« Plus il y a d’yeux vers le ciel, mieux nous sommes. »

Alors que Pan-STARRS a tendance à trouver plus de NEO de plus de 460 pieds de large (ou 140 mètres), Catalina a tendance à trouver un peu plus de NEO dans l’ensemble. C’est bien, car quelque chose de moins de 140 mètres est tout à fait capable de dévastation. « Je pense que 130 mètres serait également assez mauvais », a noté Wainscoat de Pan-STARRS.

À partir de 2016, le Catalina Sky Survey a commencé à détecter des centaines d’astéroïdes supplémentaires chaque année, une amélioration que Christensen attribue aux améliorations du télescope. Comme Pan-STARRS, Catalina parcourt le ciel nocturne à la recherche d’objets se déplaçant sur fond d’étoiles. Ils envoient tout ce qui est intéressant au Minor Planet Center. Souvent, de nouvelles découvertes sont faites.

Christensen reconnaît qu’il reste encore beaucoup d’astéroïdes proches de la Terre à trouver. Pour accélérer les découvertes, ils pourraient utiliser un équipement amélioré. « Nous bénéficierions d’une meilleure instrumentation et de plus grands télescopes », a-t-il déclaré.

ATLAS

Alors que Pan-STARRS ou Catalina scrutent plus profondément le système solaire pour tout mouvement, l’enquête ATLAS, ou système de dernière alerte à impact terrestre d’astéroïdes, agit plus comme un énorme projecteur regardant de près autour de la Terre.

« Lorsque des objets plus petits arrivent sur Terre et passent à toute allure, c’est à ce moment-là que nous les voyons », a déclaré Denneau d’ATLAS. Les télescopes ATLAS – deux à Hawaï, un au Chili et un en Afrique du Sud – peuvent balayer tout le ciel chaque nuit.

« Nous cherchons partout tout le temps pour trouver quelque chose près de nous », a déclaré Denneau.

« Nous cherchons partout tout le temps pour trouver quelque chose près de nous. »

Semblable aux autres relevés, les télescopes ATLAS prennent plusieurs images du ciel, à la recherche de tout point mobile. Ils envoient de nouveaux candidats intéressants au Minor Planet Center. Et ils sont préparés pour une urgence. « Quelqu’un est toujours de garde », a expliqué Denneau. « Quelqu’un a toujours un œil sur les données qui sortent des télescopes. »

Les télescopes peuvent finalement donner un jour, des semaines ou des mois de préavis. Ils peuvent repérer quelque chose d’environ 65 pieds de large en quelques jours; un rocher d’environ 300 pieds de large peut être détecté des semaines. ATLAS a repéré de petites roches heureusement inoffensives qui ont effectivement frappé la Terre. Par exemple, en juin 2019, l’enquête a détecté l’astéroïde de 13 pieds de large 2019 MO. À peine douze heures plus tard, il a explosé dans le ciel près de Porto Rico.

Ces trois grandes opérations d’arpentage seront bientôt aidées.

En 2026, la NASA lancera son très attendu télescope spatial Near-Earth Object Surveyor (NEO Surveyor), qui orbitera autour de la Terre. Dans l’espace, la mission révélera les compositions, les formes et les orbites de ces roches et trouvera des milliers d’objets proches encore inconnus. De plus, en 2023, l’observatoire géant Vera C. Rubin, situé à plus de 8 700 pieds d’altitude sur la crête du Cerro Pachón au Chili, sera mis en ligne. Le télescope de plus de 27 pieds de large scrutera le ciel en profondeur et, parmi une variété d’objectifs, fera l’inventaire des millions d’objets de notre système solaire, y compris de nombreux objets proches de la Terre.

Comme Christensen l’a noté ci-dessus, plus il y a d’yeux regardant des parties disparates du ciel, plus nous trouverons de roches potentiellement menaçantes. Un gros impact – qu’il provienne d’un rocher de 100 pieds, 200 pieds, 300 pieds ou 1 000 pieds de diamètre – se reproduira. Cela pourrait être de votre vivant ou non. Les collisions font partie de l’espace normal.

« Il s’agit simplement d’un processus continu qui se produit dans le système solaire », a déclaré Christensen.