En utilisant le télescope SOAR (Southern Astrophysical Research) de 4,1 mètres sur le Cerro Pachón au Chili, les astronomes ont confirmé qu’un astéroïde découvert en 2020 par l’étude Pan-STARRS1, appelé 2020 XL5, est un troyen terrestre (un compagnon de la Terre qui suit la même trajectoire autour du Soleil que la Terre) et ont révélé qu’il est beaucoup plus grand que le seul autre troyen terrestre connu. Sur cette illustration, l’astéroïde est représenté au premier plan, en bas à gauche. Les deux points lumineux au-dessus de lui, à l’extrême gauche, sont la Terre (à droite) et la Lune (à gauche). Le Soleil apparaît à droite. Crédit : NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva/Spaceengine, Remerciements : M. Zamani (NOIRLab de la NSF)
Les données du NOIRLab de la NSF montrent que l’astéroïde troyen de la Terre est le plus grand découvert.
Le télescope SOAR, qui fait partie de l’Observatoire interaméricain Cerro Tololo de NOIRLab, a aidé les astronomes à affiner la taille et l’orbite du plus grand compagnon troyen connu.
En scrutant le ciel très près de l’horizon au lever du soleil, le télescope SOAR au Chili, qui fait partie de l’Observatoire interaméricain Cerro-Tololo, un programme du NOIRLab de la NSF, a aidé les astronomes à confirmer l’existence du deuxième astéroïde troyen terrestre connu et révèle qu’il fait plus d’un kilomètre de large – environ trois fois plus grand que le premier.
Les astronomes ont confirmé l’existence du deuxième astéroïde troyen terrestre connu et ont découvert qu’il est beaucoup plus grand que le premier. Un troyen de la Terre est un astéroïde qui suit la même trajectoire autour du Soleil que la Terre, soit devant, soit derrière la Terre dans son orbite. Appelé 2020 XL5, l’astéroïde a été découvert par le télescope Pan-STARRS1 en 2020, mais les astronomes n’étaient alors pas sûrs qu’il s’agisse d’un troyen terrestre. Le télescope SOAR, exploité par NOIRLab au Chili, a permis de confirmer qu’il s’agissait bien d’un troyen terrestre et de constater qu’il mesurait plus d’un kilomètre de diamètre, soit près de trois fois plus que l’autre troyen terrestre connu.
En utilisant le télescope SOAR (Southern Astrophysical Research) de 4,1 mètres sur le Cerro Pachón au Chili, des astronomes dirigés par Toni Santana-Ros de l’Université d’Alicante et de l’Institut des sciences du cosmos de l’Université de Barcelone ont observé l’astéroïde 2020 XL récemment découvert.5 afin de contraindre son orbite et sa taille. Leurs résultats confirment que 2020 XL5 est un troyen terrestre – un astéroïde compagnon de la Terre qui tourne autour du Soleil selon la même trajectoire que notre planète – et qu’il s’agit du plus grand astéroïde encore découvert.
“Les troyens sont des objets partageant une orbite avec une planète, regroupés autour de l’une des deux zones spéciales gravitationnellement équilibrées le long de l’orbite de la planète, connues sous le nom de points de Lagrange.”[1] explique Cesar Briceño, du NOIRLab de la NSF, qui est l’un des auteurs d’un article publié aujourd’hui dans Nature Communications et qui a participé à la réalisation des observations avec le télescope SOAR de l’Observatoire interaméricain de Cerro Tololo (CTIO), un programme du NOIRLab de la NSF, en mars 2021.
Plusieurs planètes du système solaire sont connues pour avoir des astéroïdes troyens, mais 2020 XL5 est seulement le deuxième astéroïde troyen connu trouvé près de la Terre.[2]
Les points de Lagrange sont des endroits dans l’espace où les forces gravitationnelles de deux corps massifs, tels que le Soleil et une planète, s’équilibrent, ce qui facilite la mise en orbite d’un objet de faible masse (tel qu’un vaisseau spatial ou un astéroïde). Ce diagramme montre les cinq points de Lagrange pour le système Terre-Soleil. (La taille de la Terre et les distances dans l’illustration ne sont pas à l’échelle.) Crédit :
NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva, Remerciements : M. Zamani (NOIRLab de la NSF).
Observations de 2020 XL5 ont également été réalisées avec le télescope Lowell Discovery de 4,3 mètres à l’observatoire Lowell en Arizona et par la station terrestre optique de 1 mètre de l’Agence spatiale européenne à Tenerife dans les îles Canaries.
Découverte le 12 décembre 2020 par le télescope d’étude Pan-STARRS1 à Hawaï, 2020 XL5 est beaucoup plus grand que le premier troyen terrestre découvert, appelé 2010 TK7. Les chercheurs ont découvert que 2020 XL5 a un diamètre d’environ 1,2 kilomètres (0,73 miles), soit environ trois fois plus large que la première (2010 TK7 est estimé à moins de 400 mètres de diamètre).
Quand 2020 XL5 a été découvert, on ne connaissait pas suffisamment son orbite autour du Soleil pour savoir s’il s’agissait simplement d’un astéroïde géocroiseur.traversant notre orbite, ou s’il s’agissait d’un véritable Troyen. Les mesures de SOAR étaient si précises que l’équipe de Santana-Ros a pu retourner en arrière et rechercher 2020 XL.5 dans les images d’archives de 2012 à 2019 prises dans le cadre de l’étude sur l’énergie noire à l’aide de la caméra à énergie noire (DECam) du télescope de 4 mètres Víctor M. Blanco situé au CTIO au Chili. Avec près de 10 ans de données en main, l’équipe a pu améliorer considérablement notre compréhension de l’orbite de l’astéroïde.
Ce graphique montre où l’astéroïde troyen 2020 XL5 apparaîtrait dans le ciel depuis Cerro Pachón au Chili, alors que l’astéroïde est en orbite autour du point de Lagrange 4 (L4) Terre-Soleil. Les flèches indiquent la direction de son mouvement. Le télescope SOAR apparaît en bas à gauche. La magnitude apparente de l’astéroïde est d’environ 22, ce qui est hors de portée des télescopes les plus grands. Crédit : NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva
Bien que d’autres études aient soutenu l’identification de l’astéroïde troyen,[3] les nouveaux résultats rendent cette détermination beaucoup plus robuste et fournissent des estimations de la taille de 2020 XL.5 et le type d’astéroïde qu’il est.
“Les données de SOAR nous ont permis de faire une première analyse photométrique de l’objet, révélant que 2020 XL5 est probablement un astéroïde de type C, d’une taille supérieure à un kilomètre”, déclare Santana-Ros. Un astéroïde de type C est sombre, contient beaucoup de carbone et est le type d’astéroïde le plus courant dans le système solaire.
Les résultats ont également montré que 2020 XL5 ne restera pas éternellement un astéroïde troyen. Il restera stable dans sa position pendant encore au moins 4000 ans, mais il finira par être perturbé gravitationnellement et s’échappera pour errer dans l’espace.
2020 XL5 et 2010 TK7 ne sont peut-être pas les seuls – il pourrait y avoir beaucoup d’autres trojans terrestres qui sont passés inaperçus jusqu’à présent car ils apparaissent près du Soleil dans le ciel. Cela signifie que les recherches et les observations des trojans de la Terre doivent être effectuées à l’approche du lever ou du coucher du soleil, avec le télescope pointé près de l’horizon, à travers la partie la plus épaisse de l’atmosphère, ce qui entraîne de mauvaises conditions de vision. SOAR a pu pointer jusqu’à 16 degrés au-dessus de l’horizon, alors que de nombreux télescopes de 4 mètres (et plus) ne sont pas capables de viser aussi bas.[4].
“Ces observations étaient très difficiles, car le télescope devait suivre correctement la trajectoire de l’objet à sa limite d’élévation la plus basse, car l’objet était très bas sur l’horizon occidental à l’aube “, a déclaré Briceño.
Néanmoins, le prix de la découverte des trojans de la Terre vaut bien les efforts déployés pour les trouver. Parce qu’ils sont constitués de matériaux primitifs datant de la naissance du système solaire et qu’ils pourraient représenter certains des blocs de construction qui ont formé notre planète, ils constituent des cibles attrayantes pour les futures missions spatiales.
“Si nous sommes en mesure de découvrir davantage de Trojans terrestres, et si certains d’entre eux peuvent avoir des orbites avec des inclinaisons plus faibles, ils pourraient devenir moins chers à atteindre que notre Lune”, explique Briceño. “Ils pourraient donc devenir des bases idéales pour une exploration avancée du système solaire, ou ils pourraient même être une source de ressources.”
Notes
- Les points de Lagrange sont des régions gravitationnellement équilibrées autour de deux corps massifs, comme le Soleil et une planète. Le système Terre-Soleil possède cinq points de Lagrange : L1 se trouve entre la Terre et le Soleil ; L2 se trouve sur le côté opposé de la Terre par rapport au Soleil ; L3 se trouve sur le côté opposé du Soleil par rapport à la Terre ; et L4 et L5 se trouvent le long de l’orbite de la Terre, l’un 60 degrés devant notre planète le long de son orbite et l’autre 60 degrés derrière elle. (L’image au milieu de cet article illustre leurs positions.) Les astéroïdes troyens se trouvent à L4 et L5. Les deux Troyens de la Terre trouvés jusqu’à présent sont à L4.
- Jupiter has over 5000 known Trojan asteroids, and a NASA spacecraft called Lucy has recently launched on a mission to explore them. Venus, Mars, Uranus, and Neptune are also known to have Trojan asteroids.
- Man-To Hui (Macau University of Science and Technology) and collaborators published observations in the Astrophysical Journal Letters in December 2021 supporting the Trojan nature of 2020 XL5.
- These kinds of observations low in the sky are also the ones that will be most affected by the increasing number of satellite constellations.
More information
This research is presented in a paper titled “Orbital stability analysis and photometric characterization of the second Earth Trojan asteroid 2020 XL5” published on 1 February 2022 in Nature Communications.
Reference: “Orbital stability analysis and photometric characterization of the second Earth Trojan asteroid 2020 XL5” by T. Santana-Ros, M. Micheli, L. Faggioli, R. Cennamo, M. Devogèle, A. Alvarez-Candal, D. Oszkiewicz, O. Ramírez, P.-Y. Liu, P. G. Benavidez, A. Campo Bagatin, E. J. Christensen, R. J. Wainscoat, R. Weryk, L. Fraga, C. Briceño and L. Conversi, 1 February 2022, Nature Communications.
DOI: 10.1038/s41467-022-27988-4
The team is composed of T. Santana-Ros (Departamento de Fisica, Ingeniería de Sistemas y Teoría de la Señal, Universidad de Alicante; Institut de Ciències del Cosmos, Universitat de Barcelona), M. Micheli (ESA NEO Coordination Centre), L. Faggioli (ESA NEO Coordination Centre), R. Cennamo (ESA NEO Coordination Centre), M. Devogèle (Arecibo Observatory; University of Central Florida), A. Alvarez-Candal (Instituto de Astrofísica de Andalucía, CSIC; Instituto de Física Aplicada a las Ciencias y las Tecnologías, Universidad de Alicante; Observatório Nacional / MCTIC), D. Oszkiewicz (Faculty of Physics, Astronomical Observatory Institute), O. Ramírez (Solenix Deutschland), P.-Y. Liu (Instituto de Física Aplicada a las Ciencias y las Tecnologías, Universidad de Alicante), P.G. Benavidez (Departamento de Fisica, Ingeniería de Sistemas y Teoría de la Señal, Universidad de Alicante; Instituto de Física Aplicada a las Ciencias y las Tecnologías, Universidad de Alicante), A. Campo Bagatin (Departamento de Física, Ingeniería de Sistemas y Teoría de la Señal, Universidad de Alicante; Instituto de Física Aplicada a las Ciencias y las Tecnologías, Universidad de Alicante), E.J. Christensen (Lunar and Planetary Laboratory, University of Arizona,), R. J. Wainscoat (Institute for Astronomy, University of Hawaii), R. Weryk (Department of Physics and Astronomy, University of Western Ontario), L. Fraga (Laboratório Nacional de Astrofísica LNA/MCTI), C. Briceño (Cerro Tololo Inter-American Observatory/NSF’s NOIRLab), and L. Conversi (ESA NEO Coordination Centre; ESA ESRIN).
