L'astéroïde 2024 YR4 ne devrait finalement pas frapper la Terre

La Terre reçoit régulièrement la visite d'astéroïdes, mais la plupart ne font que passer. Parfois, l'un de ces voyageurs interstellaires est considéré comme une menace parce qu'il présente un risque, même très faible, de collision avec la Terre. Récemment, les astronomes ont identifié un astéroïde géocroiseur potentiellement dangereux : 2024 YR4, un rocher de 40 à 100 mètres de long qui pourrait percuter la Terre le 22 décembre 2032.

Toutefois, inutile d'investir à la hâte dans un abri fortifié. Il est vrai que cet astéroïde reste à surveiller, car une collision directe entraînerait probablement la destruction d'une ville, même selon l'estimation de taille la plus optimiste. Pendant un temps, la probabilité d'une rencontre brutale avec la Terre s’est élevée à 3,1 %, la plus haute jamais enregistrée pour un objet géocroiseur. Désormais, elle est de 1,5 % et devrait se tendre vers zéro à mesure que les astronomes accumulent des données sur l'orbite de ce visiteur indiscret. Il existe également un risque faible, autour de 0,8 %, que l’astéroïde frappe la Lune.

Cette détection montre que le système de défense de la Terre contre les débris spatiaux fonctionne à merveille. Partout dans le monde, des observatoires contribuent à l'identification des objets géocroiseurs. La NASA et l'Agence spatiale européenne (ESA) ont toutes deux mis au point des logiciels automatisés capables de suivre, avec une précision extrême, chaque astéroïde ou comète potentiellement dangereux identifié à ce jour.

L'un des principes fondamentaux de la défense planétaire est de trouver les astéroïdes en partance pour la Terre avant qu'ils ne nous trouvent. Découvrez comment la NASA, l'ESA et leurs homologues s'y prennent.

LES SENTINELLES DE L'ESPACE

N'importe quel télescope sur la planète peut contribuer à sa défense : si un astronome détecte un objet qui ressemble à un astéroïde ou une comète, il peut signaler sa découverte à la communauté de défense planétaire. Notons tout de même que la NASA dispose d'un réseau mondial de télescopes dédiés à la traque de ces objets. C'est d'ailleurs à l'un d'entre, situé au Chili et membre du programme Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System (ATLAS) financé par la NASA, que l'on doit la découverte de 2024 YR4 le 27 décembre dernier.

Lorsqu'un observatoire détecte un astéroïde encore inconnu, les astronomes signalent leur découverte au Centre des planètes mineures de Cambridge, dans le Massachusetts aux États-Unis, sorte de tableau d'affichage public pour le monde de l'astronomie. Ensuite, les astronomes intéressés peuvent utiliser les coordonnées fournies par cette première observation pour suivre l'objet avec leur propre télescope.

Dès la découverte d'un nouvel objet, les groupes de surveillance de la NASA et de l'ESA entrent en action. Du côté de la NASA, c'est le Center for Near Earth Object Studies (CNEOS) qui répond à l'appel, alors que la mission revient au Near-Earth Object Coordination Centre (NEOCC) du côté de l'ESA. 

Au départ, un programme informatique baptisé Scout (éclaireur, ndlr) utilise la fenêtre d'observation disponible pour calculer une première ébauche de l'orbite. Étant donné les maigres données disponibles à ce stade, ces prévisions s'accompagnent généralement d'un haut niveau d'incertitude, mais la mission de Scout est de déterminer s'il existe un risque de collision avec la Terre dans les mois à venir. 

Pour cela, Scout s'emploie à la tâche avant même de savoir s'il s'agit réellement un astéroïde, et non pas d'une simple erreur d'observation ou d'un objet artificiel comme un satellite. Il est conçu comme un système d'alerte ultra-précoce visant à offrir au pays qui se trouverait sur la trajectoire une chance de riposter ou d'évacuer les populations menacées.

Si l'objet ne représente pas de danger immédiat et s'il s'agit bien d'un astéroïde, le programme Sentry (sentinelle, ndlr) de la NASA prend le relais. Ce logiciel calcule automatiquement s'il existe un risque, faible ou élevé, que l'astéroïde heurte la Terre au cours du siècle à venir. Pour cela, il exploite toutes les nouvelles observations de l'astéroïde afin de mettre à jour ses prévisions en continu.

Sentry tient compte de la force gravitationnelle exercée par le Soleil et les planètes du système solaire pour déterminer les futures orbites potentielles d'un astéroïde. Il peut également évaluer l'influence de l'effet Yarkovsky sur le mouvement de l'astéroïde, dont les variations peuvent, à terme, modifier l'orbite.

Un technicien oriente l'antenne d'un télescope du Goldstone Deep Space Communications Complex en 1963. Goldstone est l'un des trois centres de communication qui composent l'actuel Deep Space Network de la NASA.

Photograph by NASA/Science Photo Library

Dans leur course autour du Soleil, les astéroïdes tournent également sur eux-mêmes, avec une face exposée au Soleil qui se réchauffe avant de disparaître dans l'obscurité, où cette chaleur est expulsée en procurant une légère poussée, ce qui affecte la trajectoire de l'astéroïde. Auparavant, les astronomes devaient tenir compte de ce facteur dans de laborieux calculs à la main, ce n'est plus le cas avec la dernière version de Sentry.

« Grâce aux résultats de Sentry, nous sommes sûrs de suivre les astéroïdes problématiques », déclare Davide Farnocchia, ingénieur de navigation au CNEOS de Californie. Tant que le risque de collision d'un astéroïde avec la Terre n'est pas nul, il reste sur la Sentry Risk List.

Les premières estimations plaçaient 2024 YR4 en tête de cette liste, mais l’astéroïde a depuis perdu quelques places.

REMPARTS ANTI-ASTÉROÏDES

Si les astronomes ne peuvent pas encore affirmer que cet astéroïde passera à côté de notre planète, c'est en partie parce que le système de défense planétaire comporte une variable aléatoire, mais aussi parce qu'il est toujours en cours de développement.

Il est plus facile de détecter les astéroïdes à proximité de la Terre, lorsqu'ils reflètent suffisamment de lumière pour apparaître sous la forme d'un point éclatant. L'astéroïde 2024 YR4 a été identifié deux jours après son passage au plus proche de notre planète. « L'objet a été découvert quand il est passé à côté de la Terre et commençait à s'en éloigner », indique Juan Luis Cano, ingénieur en aérospatial du programme de défense planétaire de l'ESA. Il a rapidement perdu en luminosité, ce qui n'a pas facilité son suivi pour les télescopes terrestres. Certaines orbites ont donc été éliminées, mais plusieurs possibilités subsistent, et une petite partie d'entre elles placent l'astéroïde sur une trajectoire de collision avec la Terre.

L'estimation de la taille d'un astéroïde en fonction de la lumière qu'il réfléchit pose un problème majeur, elle permet uniquement de donner une fourchette : un astéroïde plus grand avec une surface sombre, comme le charbon, reflète autant de lumière qu'un astéroïde plus petit avec une surface brillante, comme la craie. En l'absence de données sur la surface de 2024 YR4, les astronomes ne peuvent pas savoir s'il s'agit d'un astéroïde brillant de 40 mètres de long ou d'un astéroïde sombre de 100 mètres, avec un pouvoir destructeur bien plus important. 

Les scientifiques peuvent approfondir leurs connaissances sur 2024 YR4 de différentes façons. La première est d'accumuler les observations sur ce passage. Bien que l'astéroïde s'éloigne et disparaît rapidement, il restera dans le champ de vision des plus grands télescopes jusqu'au mois d'avril.

Par la suite, « le prochain passage de 2024 YR4 dans le voisinage de la Terre est prévu pour 2028, à environ 20 fois la distance entre la Terre et la Lune », indique Farnocchia. « L'ajout de deux mois de suivi va grandement améliorer nos estimations de sa position en 2032 et il est probable que la possibilité d'un impact soit éliminée dès la fin de cette fenêtre d'observation. »

« L'idéal serait l'existence d'une pré-découverte, une personne qui aurait observé l'astéroïde sans s'en apercevoir », déclare Andy Rivkin, astronome au sein de l'Applied Physics Laboratory de l'université Johns-Hopkins. Des astronomes ont pu photographier 2024 YR4 accidentellement en balayant le ciel. Si, par exemple, ces images dataient de quelques années, « nous aurions soudainement plusieurs années de données au lieu de quelques semaines ou mois », ce qui selon Rivkin serait très utile pour préciser la trajectoire orbitale de l'astéroïde.

Enfin, en cas de survol rapproché de la Terre par un astéroïde, une poignée d'observatoires peuvent le détecter grâce à leur radar. La technique offrirait une mesure hautement précise de la taille et de la trajectoire de l'objet, mais elle sera probablement inefficace pour le prochain passage de 2024 YR4, en 2028. « À cette distance et compte tenu de la taille de l'astéroïde, je ne suis pas sûr que le radar le détectera », déclare Farnocchia. 

VERS L'INFRAROUGE ET AU-DELÀ

Avec l'astronomie infrarouge, ces observations s'apprêtent à gagner en précision. Dans l'infrarouge, la taille d'un astéroïde devient plus évidente : quel que soit son pouvoir réfléchissant, un grand astéroïde brillera toujours plus en infrarouge qu'un objet plus modeste, ce qui améliore le calcul de ses dimensions.

Dans quelques années, la NASA prévoit de lancer le Near-Earth Object Surveyor, un observatoire spatial infrarouge dédié à la traque des astéroïdes qui ne manque pas de créer l'enthousiasme parmi les acteurs de la défense planétaire.

En attendant, les chercheurs ont découvert que l'ajout de filtres infrarouges spéciaux sur le télescope spatial James Webb (JWST) permettait également de détecter les petits astéroïdes et d'évaluer leur taille avec précision. Alors que les télescopes optiques commencent à perdre de vue 2024 YR4, « JWST semble être le relayeur idéal », témoigne Cristina Thomas, astronome et chercheur en défense planétaire à l'université d'État de l'Arizona.

« Les astéroïdes apparaissent bien plus lumineux dans l'infrarouge que dans le spectre visible lorsqu'ils s'éloignent de la Terre. Ils sont donc plus faciles à détecter ou à suivre avec des équipements infrarouges et JWST est le plus grand instrument du genre, » affirme Julien de WIt, planétologue au sein du Massachusetts Institute of Technology. 

Les astronomes, dont Rivkin, Farnocchia, Thomas et de Wit, ont rapidement soumis une demande visant à utiliser JWST pour préciser la taille de 2024 YR4 et prolonger son suivi. Ils ont reçu le feu vert le 5 février et désormais, le fleuron des observatoires spatiaux va pouvoir être utilisé à des fins de défense planétaire. 

L'idée qu'il existe un risque, aussi infime soit-il, de voir 2024 YR4 s'écraser sur Terre peut générer une certaine anxiété. Cependant, grâce aux systèmes de défense planétaire mis en œuvre par la NASA, l'ESA et les autres agences spatiales, le monde n'a jamais été aussi protégé contre les astéroïdes dangereux. Qui plus est, avec les investissements permanents dans le personnel et la technologie, la Terre et ses huit milliards d'habitants continueront à bénéficier de cette protection pendant les générations à venir.