Astéroïde Lutetia

Les astéroïdes sont très nombreux dans le système solaire. Rien que dans la ceinture principale, qui s’étend entre Mars et Jupiter, on en a déjà trouvé plus de six cent mille au 11 janvier 2015, et leur nombre ne cesse de croître. La plupart des astéroïdes nouvellement découverts n’ont plus de nom, mais seulement des numéros décents. Mais il existe des astéroïdes particuliers, dont l’attention ne se tarit pas. Certains sont restés longtemps un mystère pour les scientifiques, d’autres ont réussi à «rendre visite» aux astronomes à l’aide de télescopes et de sondes, d’autres encore sont des monuments historiques du passé lointain du cosmos. L’astéroïde (21) Lutetia appartient à ces trois catégories.

Caractéristiques de Lutetia

Bien que Lutetia, découvert en 1852, fasse partie des cent premiers petits corps célestes découverts, les données complètes sur l’astéroïde n’ont été connues qu’en 2011. Il faut en remercier la sonde «Rosetta» qui, dans le cadre de sa mission, a volé à une distance d’environ 3152 km de l’astéroïde, qui se trouve presque à proximité l’un de l’autre à l’échelle cosmique. Ainsi, nous en savons beaucoup sur Lutèce :

• L’axe de rotation du Lutetia est presque dans le plan de l’écliptique, c’est-à-dire presque sur le plan de rotation de la Terre. La période de révolution complète de Lutetia autour du Soleil est égale à 3,7 années terrestres.
• La masse de l’astéroïde est de 1700×10 15kg. Avec un diamètre de 95,6 km, Lutetia est le dixième corps céleste de petite taille (40 à 100 km de diamètre) en termes de taille, mais le premier en termes de masse. A titre de comparaison, son plus proche voisin dans la catégorie, l’astéroïde (17) Fetida, ne pèse «que» 1200×10 15 kg. Lutetia est même plus lourd qu’Elara, l’un des satellites de Jupiter. Et pour autant, Lutetia est 3 millions de fois plus léger que notre Terre.
• La forme de Lutetia — les dimensions linéaires sont de 132 par 101 par 76 kilomètres. C’est normal pour des astéroïdes qui entrent souvent en collision avec d’autres corps — par exemple, un grand cratère d’impact a été trouvé au sommet de Lutetia. La forme et la taille spécifiques de Lutetia restent encore mystérieuses. La sonde Rosetta n’a pu photographier qu’une partie de l’astéroïde. Aujourd’hui, les scientifiques s’éloignent de la théorie de la forme irrégulière et pensent que Lutetia est une sphère très endommagée.
• Mais la composition et l’origine de Lutetia sont restées longtemps inconnues des astronomes. En raison de son albédo élevé (0,2), c’est-à-dire de sa capacité à réfléchir et à diffuser la lumière incidente, Lutetia a d’abord été classé dans la classe spectrale M, celle des astéroïdes métalliques lourds. Mais l’albédo de Lutetia dans le spectre radio était beaucoup plus faible que celui d’un astéroïde de classe C, composé de roches légères à base de carbone. Cette différence de masse et de composition de la surface a déconcerté les scientifiques jusqu’au dernier moment. La raison s’est avérée être la structure et l’origine inhabituelles de Lutetia. Nous y reviendrons plus en détail ci-dessous.

La découverte et l’observation de Lutetia

Lutetia est le premier astéroïde découvert par un astronome amateur. Il a été découvert en 1852 à Paris par l’artiste Hermann Goldschmidt. L’astéroïde a été nommé d’après la capitale de la France — Lutetia était le nom de Paris à l’époque des Gaulois.

Goldschmidt lui-même était un homme caractéristique du XIXe siècle — l’époque des esprits mûrs et de la conception des fondements des futures percées scientifiques. Peintre de profession, il était passionné d’astronomie — il prétendait avoir appris son amour des étoiles lors d’une conférence d’Urbain Leverrier, le grand astronome français, à laquelle il avait assisté en 1847.

Malgré son manque de professionnalisme, Hermann Goldschmidt a découvert son premier astéroïde — Lutetia — puis 13 autres corps célestes, devenant ainsi le chasseur d’astéroïdes le plus performant de son époque. Il a reçu pour cela une médaille de la Royal Astronomical Society en 1861, et a par la suite obtenu «son» cratère sur la Lune.

Il est intéressant de noter que Goldschmidt a acheté son télescope avec l’argent de la vente du portrait de l’inventeur du premier télescope, Galilée. Après Goldschmidt, les données sur l’astéroïde ont été lentement collectées. En novembre de la même année, en 1852, l’astronome allemand G. Rümker a calculé l’orbite de Lutetium. Cinquante et un ans plus tard, en 1903, l’astéroïde est photographié par l’Observatoire de Harvard lors d’une confrontation avec la Terre. Lutetia était dans l’axe de la Terre par rapport au Soleil, ce qui permettait de l’observer toute la nuit.

La période moderne

Glissement de terrain sur Lutèce

Les recherches françaises menées par I. Belskaya de l’université de Kharkiv ont constitué une véritable percée dans l’étude du Lutetia. Pendant 5 ans, de 2004 à 2009, elle a effectué des observations multilatérales de l’astéroïde. En se basant sur la variabilité de l’intensité de la luminescence de l’astéroïde, elle a calculé la probabilité que la forme de l’astéroïde soit courbée par un grand cratère — et elle a vu juste.

Mais la première source de données sur l’astéroïde qui ne soit pas basée sur des théories et des hypothèses est la sonde Rosetta : c’est pour elle que Belskaya a fait ses observations sur Lutetia afin de planifier son programme de recherche. Le 10 juillet 2010, Rosetta s’est approchée de Lutetia. Elle a pris 462 images dans différentes bandes, dont l’infrarouge, et a également mesuré le plasma et le champ magnétique.

Mais l’objectif principal du lancement de Rosetta n’était pas un astéroïde. «Rosetta se dirigeait vers la comète Churyumov — Gerasimenko, où devait avoir lieu le premier atterrissage sur une comète. Mais c’est Rosetta qui a permis de percer le mystère de la composition et de l’origine de Lutetia.

Fait intéressant, pendant le tournage de Lutetia, «Rosetta» est entrée dans le cadre de Saturne. Il y est resté pendant dix minutes.

Caractéristiques de Lutetia

La sonde Rosetta survole l’astroïde 21 Lutetia

Comme mentionné ci-dessus, Lutetia a occupé les astronomes par l’incongruité de ses paramètres. Son albédo optique et sa masse élevés indiquaient qu’il appartenait à la classe M, celle des astéroïdes métallifères. Or, les analyses de l’albédo radio ont montré que sa surface était dépourvue de métaux. Il a été décidé que Lutetia était très probablement composé de roches carbonées et de chondrites, une roche à base de composés de magnésium et de silicium, constituée de grains et de granules appelés chondrates. D’ailleurs, les chondrites représentent 90 % des météorites qui tombent sur Terre.

Les données de la sonde «Rosetta» ont confirmé la composition chondritique de la surface de l’astéroïde. Il s’est également avéré que Lutetia, comme beaucoup d’autres astéroïdes, n’est pas un bloc de pierre homogène — la surface de l’objet est un amas de matériaux fragmentés, parmi lesquels se distinguent des blocs rocheux d’une circonférence allant jusqu’à 300-400 mètres. De nombreux astéroïdes se présentent ainsi : des collisions avec divers corps cosmiques ont fait tomber leurs morceaux, qui, sous l’effet de la gravité, se sont «recollés» au «parent».

Les scientifiques appellent ces astéroïdes des «tas de décombres». Mais Lutetia n’a rien à voir avec cela. Il a une densité moyenne de 3,4±0,3 g/cm 3 , bien plus élevée qu’un tas de granit. Comment l’astéroïde a-t-il pu acquérir une telle masse ?

Lutetia est un planétésimal

La réponse a été donnée par l’étude de l’âge de la surface de Lutetia sur les photos reçues de Rosetta. En suivant les sites d’impact de météorites sur des corps non atmosphériques, comme la Lune ou les astéroïdes, les astronomes ont appris depuis longtemps à déterminer leur âge. Le résultat est surprenant : Lutetia a surpris la formation du système solaire lui-même. Alors que les parties les plus «jeunes» de la surface avaient 50 à 80 millions d’années, les zones les plus anciennes avaient 3,6 milliards d’années !

Cela confirme la théorie selon laquelle l’astéroïde Lutetia est un planétésimal, un embryon non formé d’une planète à part entière, comme il y en a eu un grand nombre après la formation du Soleil. Par conséquent, les profondeurs de Lutetia sont remplies de substances métalliques plus lourdes. La raison pour laquelle le noyau complet nécessaire pour devenir une planète ne s’est pas formé est sa position «désavantageuse» à côté de l’objet le plus grand du système solaire — Jupiter. Sa masse est si importante que l’influence gravitationnelle a empêché la formation d’une planète entre elle et Mars, où se trouve actuellement la ceinture d’astéroïdes.

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Date de publication: 12-26-2023

Mettre à jour la date: 12-26-2023