Astéroïdes, comètes & météorites

Astéroïdes, comètes & météoritesAstéroïdes, comètes & météorites

Débris de la formation du système solaireDonnent de l’information sur les conditions

physiques au moment de la formation du système solaire

Modifient l’aspect du système solaire à la suite d’impacts avec planètes & satellites

ASTÉROIDESASTÉROIDES

Masse rocheuse, métallique ou de gaz gelés en orbite autour du Soleil, R <<< Rplanète

Nombre > 40 000Orbites déterminés > 8 000Masse totale ~ 0.0005 masse du Soleil1801 – découverte de Cérès ~ 3 UA

ASTÉROIDESASTÉROIDES

Majorité des astéroïdes entre 2.1 & 3.3 UA dans la ceinture principale, entre Mars & Jupiter

Dcérès ~ 1000 km ~30 D > 200 km ~1000 D > 30 km ~100 000+ D > 1 km

# NOM

1 Cérès*

2 Pallas*

3 Junon*

4 Vesta

433 Eros

1862 Apollo

* : ½ de la masse

ASTÉROIDESASTÉROIDES

Quelques astéroïdes observés par les sondes Galiléo et NEAR

(GASPRA, MATHILDE, IDA et EROS)

ASTÉROIDESASTÉROIDES

ASTÉROIDESASTÉROIDES

• Simulation de la rotation d’Eros • La rotation d’Eros observée par NEAR

ASTÉROIDESASTÉROIDES

Ne sont pas des débris d’une ancienne planète qui se serait désintégrée sous une collision ou sous l’influence gravitationnelle de Jupiter

C’est plutôt qu’ils n’ont jamais pu s’agglomérer pour former une planète à cause de l’effet gravitationnel de Jupiter

ASTÉROIDESASTÉROIDES

La plupart des astéroïdes tournent dans le même sens (2.1 UA < distance < 3.3 UA)

La distance est grande entre les astéroïdes , zone la plus dense, séparation ~ 5 x 106 km (pas comme dans “The Empire Strikes Back” !)

Collision entre 2 astéroides importants t ~ 100 000 ans

ASTÉROIDESASTÉROIDES

1er astéroïde ne faisant pas partie de la ceinture, 433 Éros, découvert en 1898 orbite elliptique, traverse orbite de Mars presque jusqu’à la Terre

1er astéroïde croisant l’orbite de la Terre 1862 Apollo, découvert en 1932

ASTÉROIDESASTÉROIDES

Rencontres proches:1968: Icare passa à 6.4 x 106 km1991: astéroïde de 10 km s’est approché à 170 000

km ~ 1/2 distance Terre-Lune1994: 105 000 km ~ 1/3 distance Terre-Lune1996: 600 000 km ~ 2 distance Terre-Lune

7 heures plus tard BANG2001: 300 000 km ~ 0.8 distance Terre-Lune

ASTÉROIDESASTÉROIDES

Troyens : famille d’astéroïdes qui se déplacent sur le même orbite que Jupiter à ~60o (points Lagrangiens: force grav. Soleil = force grav. Jupiter)

Apollos : famille d’astéroïdes sur orbites très elliptiques croisant orbite de Terre & Mars

La ceinture de KuiperLa ceinture de Kuiper

Découverte de l’astéroide 1992_QB

distance = 40 UA

depuis 300 objets

35 UA < < 50 UA

La ceinture de KuiperLa ceinture de Kuiper

• Représentation schématique de la ceinture de Kuiper

La ceinture de KuiperLa ceinture de Kuiper

100 000 objets 100 km < diam. < 400 km

(Pluton: 2 300 km & Charon 1 200 km)

Les comètes de courtes périodes (< 20 ans) pourraient venir de cette région

ComètesComètes

Antiquité: comètes associées à des catastrophes

ComètesComètes

Tapisserie de Bayeux

Adoration des magesGiotto di Bondone(comète de Halley, 1301)

ComètesComètes

jusqu’à la fin du 16 iè siècle, on croyait que les comètes étaient des phénomènes locaux se produisant dans l’atmosphère terrestre

1577: Tycho Brahé se rendit compte que la position d’une comète, par rapport aux constellations, n’était pas modifiée par le déplacement d’un observateur sur Terre

pas de parallaxecomète se trouve au delà de la Lune

ComètesComètes

17 iè siècle: Isaac Newton & Edmund Halley expliquèrent le mouvement des comètes à partir de la loi de la gravitation universelle

orbite: elliptique très allongéevisible uniquement à son périhélie

1705: Halley s’aperçut que les comètes de 1531, 1607 & 1682 étaient la même

prédit son retour en 1759

triomphe de la gravitation universelle de Newton

ComètesComètes

La plus ancienne mention de la comète de Halley 239 av. J. C.

ComètesComètes

Sonde Giotto

1910

1986

ComètesComètes

Comètes à longues périodes (P > 200 ans) ex.: Hyakutake & Hale-Bopp

Comètes à périodes inter (20 < P < 200 ans) ex.: Halley (76 ans)

Comètes à courtes périodes ( P < 20 ans) ex.: Encke & Tempel 2

ComètesComètes

Hyakutake

Hale-Bopp

ComètesComètes

Hale-Bopp

ComètesComètes

ComètesComètes

Composition: boule de neige (glace) sale (H2O, CH4, NH3, CO2, poussières rocheuses & métalliques)

NOYAU: sa couche superficielle s’évapore et s’échappe lorsqu’elle s’approche du Soleil et est chauffée par la radiation

COMA: sphère lumineuse et diffuse autour du noyau constituée du gaz et de la poussière libérés par le rayonnement solaire

ComètesComètes

Les molécules de gaz et les grains de poussière subissent 2 forces:

Force gravitationnelle du Soleil Pression de radiation

Formation de 2 queues dans la direction opposée au Soleil (et non dans la direction opposée au mouvement de la comète)

1. Grains de poussière: pression de radiation ~ force de gravité (courbée)

2. Gaz ionisé: pression de radiation >> force de gravité (droite)

ComètesComètes

Évaporation du noyau de la comète hale-Bopp (simulation)

ComètesComètes

Comètes à longues périodes: dans une région ~ 50 000 UA (~1/5 distance de * la plus proche) = limite de la zone d’influence gravitationnelle du Soleil = le nuage de Oort

Instabilité grav. Des autres * comète plonge vers le Soleil

Si la comète subit l’attraction de Jupiter orbite modifiée comète périodique

sinon retour au nuage de Oort

Comète Shoemaker-Levy 9Comète Shoemaker-Levy 9

KPNO

Impact G

Comète Shoemaker-Levy 9Comète Shoemaker-Levy 9

Comète Shoemaker-Levy 9Comète Shoemaker-Levy 9

MétéoritesMétéorites

Météoroïde: particule (poussière x100m) dont l’orbite autour du Soleil l’amène tôt ou tard à entrer en collision avec la Terre (planète ou satellite)

Météore: phénomène lumineux lorsqu’un météoroïde pénètre dans l’atmosphère (étoile filante)

Météorite : particule qui a survécu à sa traversée de l’atmosphère et est tombée au sol

MétéoritesMétéorites

MétéoritesMétéorites

Météoroïdes, comme les comètes arrivent des confins du système solaire avec v = 12-72 km/sec (42-30 ou 42+30 k/s)

Météores sont plus nombreux et plus brillants après minuit

MétéoritesMétéorites

Pluie de météores (pluie d’étoiles filantes) se produit lorsque la Terre traverse des nuages de fines particules situées sur son orbite autour du Soleil

Ces nuages de particules proviennent des résidus laissés par le passage (ou la désintégration – SL9) d’une comète au voisinage du Soleil ou de la Terre

Pluie d’étoiles filantesPluie d’étoiles filantes

Léonides

1833

1998

1999

Pluie d’étoiles filantesPluie d’étoiles filantesNOM DATE Nombre/heure

Quadrantides 4 janvier 40

Lyrides 22 avril 15

Aquarides 5 mai 20

Aquarides 29 juillet 20

Perséïdes 12 août 50

Orionides 21 octobre 25

Taurides 3 novembre 15

Léonides 18 novembre 15

Géminides 14 décembre 50

Ursides 23 décembre 15

MétéoritesMétéorites

Météorites: le résultat de la fragmentation d’un météoroïde plus important dans l’atmosphère

St-Robert de Sorel (14 juin 1994): météoroïde ~2 tonnes - onde de choc entendue à 100 km – fragments de 55 g à 6.55 kg

Météorite de PeekskillMétéorite de Peekskill

MétéoritesMétéorites

Mars

ImpactsImpacts

Meteor Crater - Arizona

ImpactsImpacts

Tunguska - Sibérie

Impacts Impacts (Québec)(Québec)

17 météorites > 100 g / année 2-3 météorites > 1 kg / année 1 météorite > 10 kilos / 2-3 années

Dernier siècle ~ 250 météorites > 1 kgDepuis la fondation de Québec ~ 1000

Impacts Impacts (Terre)(Terre)

200 tonnes/jour: glace, cailloux & poussières 3-5 m /3-4 jours: se désintègre dans l’atmosphère 50 m /100 ans: comme Tunguska (1908) et

Meteor Crater (il y a ~ 50 000 ans) 200 m /5 000 ans: annihile une ville 2 km/500 000 ans: hiver planétaire 10-15 km/100 x 106 années: peut vaporiser

l’Océan Pacifique

Impacts Impacts (Extinction des dinosaures)(Extinction des dinosaures)

Cratères d’impact (monde)Cratères d’impact (monde)

Emplacement Diamètre (km)

Âge (millions d’années)

Sudbury, Ontario 1850Manicouagan, Québec 210Popigai, Russie 39Ouchezh-Katundki, Russie 200Kara, Russie 57Silhjan, Suède 368Charlevoix, Québec 360Araquainha, Brésil 250Carswell, Saskatchewan 117Lac à l’Eau Claire, Québec 290

Cratères d’impact (monde)Cratères d’impact (monde)

Cratères d’impact (Québec)Cratères d’impact (Québec)

Emplacement Diamètre (km)

Âge (millions d’années)

Manicouagan 100 210Charlevoix 46 360Lac à l’Eau Claire, Ouest 32 290Lac à l’Eau Claire, Est 22 290Lac Couture 8 425Lac de la Moinerie 8 400Île Rouleau, lac Mistassini

4 < 300

Nouveau Québec 3.4 1.3

Cratères d’impact (Québec)Cratères d’impact (Québec)

Cratères d’impact (Québec)Cratères d’impact (Québec)

Manicouagan

Charlevoix

Nouveau Québec

Sommes-nous menacés par des débris (astéroïdes, Sommes-nous menacés par des débris (astéroïdes, comètes, météorites, …) du système solaire ?comètes, météorites, …) du système solaire ?

1. 1908: Tunguska, pas de cratère d’impact, détruit dans l’atmosphère (onde de choc) 1000-2000 km2 détruit – 3 heures plus tard Moscou ~ 10 millions de morts

2. 1930: jungle brésilienne – 3 météorites 2000 km2 détruit par le feu

3. 8 octobre 1871: Chicago complètement détruit – Peshtigo, 1200 morts – feux de forêt dans 4 états américains – météorite ~ 100 m – explosé ~30 km altitude – origine: queue comète Byla

Sommes-nous menacés par des débris Sommes-nous menacés par des débris (astéroïdes, comètes, météorites, …) du (astéroïdes, comètes, météorites, …) du

système solaire ?système solaire ?

1871-1930 3 impacts majeurs en 60 ans

1930-2002 pas d’impact majeur en 70 ans

mais …