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Météorite de l’Oural : l’analyse de l’Esa

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Les spécialistes des géocroiseurs à l'Agence spatiale européenne ont examiné de près la trajectoire et l'explosion de l'astéroïde tombé en Russie au-dessus de Tcheliabinsk, dans la région de l'Oural. Ces informations sont d'une valeur cruciale pour le développement de stratégies de détection et d'observation d'astéroïdes. Décryptage avec deux services de surveillance de l'espace.

De nombreux fragments ont été retrouvés, mais doivent être authentifiés. D'après l'agence de presse Ria Novosti, l'un d'eux est arrivé hier à Moscou pour y être étudié. © Ria Novosti, Pavel Lisicin

Le 15 février à 3 h 20 TU (4 h 20 en heure française métropolitaine), un objet naturel a pénétré l'atmosphère terrestre et s'est désagrégé dans le ciel de Tcheliabinsk, en Russie. Les nombreux enregistrements vidéo montrent une trajectoire allant du nord-est au sud-ouest avec un angle plat de 20° au-dessus de l'horizon. La vitesse d'entrée de cet astéroïde dans l’atmosphère est estimée à 18 km/s, soit plus de 64.000 km/h.

D'après les calculs de Peter Brown (University of Western Ontario, Canada) basés sur les relevés d'un réseau mondial, les fréquences des ondes sonores détectées étaient extrêmement basses et l'objet extraterrestre avait une taille estimée d'environ 17 m pour une masse comprise entre 7.000 et 10.000 tonnes avant d'exploser dans l'atmosphère.

L'explosion fut d'une puissance estimée de 500 kilotonnes de TNT - ce qui correspond à environ 30 fois l'énergie libérée par la bombe atomique d'Hiroshima -, et ceci à une distance de 15 à 20 km au-dessus de la surface terrestre.

Le dernier jour de la trajectoire de l'astéroïde tombé en Russie le 15 février 2013. Les heures sont en temps universel (TU). © Nasa

Selon nos connaissances actuelles sur les objets géocroiseurs volant à proximité de la Terre, des événements d'une telle ampleur peuvent, statistiquement, se répéter après plusieurs décennies, voire tous les 100 ans.

Voici, sous forme de questions-réponses, l'analyse de l'équipe de l'Esa en charge de l'observation d'objets géocroiseurs à proximité de la Terre. Au micro, Nicolas Bobrinsky, chef de projet du programme de surveillance de l'espace (Space Situational AwarenessSSA) de l'Esa et Detlef Koschny, responsable des objets géocroiseurs au bureau de surveillance de l'espace.

Y a-t-il un lien entre cet événement et le passage prévu de l'astéroïde 2012 DA 14 qui a survolé la Terre à 19 h 27 TU ce même jour à seulement 28.000 km ?

Detlef Koschny : La trajectoire et le lieu d'entrée dans l'atmosphère, ainsi que le fait qu'il y ait beaucoup de temps entre ces deux événements, indiquent que l'objet qui a explosé en Russie n'est pas lié à l'astéroïde 2012 DA 14.

Quelles sont les causes des dégâts au sol ? Des personnes ou des bâtiments ont-ils été touchés par des fragments de l'objet en Russie ?

Detlef Koschny : De nombreux médias ont indiqué que l'onde de choc avait causé l'explosion de fenêtres et quelques dégâts aux infrastructures du centre-ville de Tcheliabinsk. Normalement, les premiers dégâts apparaissent quand la pression d'air est cinq fois supérieure à la pression normale au niveau de la mer. Un grand nombre de fenêtres peuvent se briser lorsque cette valeur est dépassée de 10 à 20 fois.

Comme l'explosion et la boule de feu se sont propagées le long d'une trajectoire basse sur l'horizon, l'onde de pression cylindrique s'est certainement étendue avec intensité directement sur le sol. La partie finale de l'explosion s'est probablement située directement au-dessus de Tcheliabinsk. Cela a probablement été la principale raison des dégâts causés par l'onde de choc.

Nous attendons encore la confirmation des autorités russes que des morceaux de la météorite ont été trouvés dans la région. Nous ne disposons pas actuellement d'informations de médias confirmant qu'une personne ou une infrastructure aient été touchées par les débris de l'objet lui-même.

Reconstitution par Peter Brown (Nasa) de l'orbite de l'astéroïde autour du Soleil (en violet). L'image montre les orbites de Vénus, de la Terre (Earth) et de Mars. Sur ce schéma, ces planètes tournent dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. L'astéroïde a donc rattrapé la Terre. Sa vitesse, relativement à notre planète, au moment de son entrée dans l'atmosphère était de 18 km/s. © Nasa

Y a-t-il eu des cas similaires dans le passé ?

Detlef Koschny : Oui. Le cas récent le plus connu est probablement l'événement de la Toungouska qui a eu lieu en 1908. Une grande météorite ou un grand fragment de comète avec un diamètre estimé à 40 m a explosé à une altitude de 5 à 10 km. Ce fut le plus grand « caillou spatial » ayant pénétré l'atmosphère terrestre enregistré à ce jour, bien qu'il y ait eu des impacts beaucoup plus importants d'un point de vue géologique.

L'impact de Sikhote-Aline dans l'ex-Union soviétique avait été causé par un objet ferrugineux ayant une énergie équivalente à 10 kt de TNT. Il fut alors enfoui en grande partie dans le sol le 12 février 1947 au lieu d'exploser en l'air, comme cela fut le cas la semaine dernière.

Le 8 octobre 2009, l'entrée d'un objet dans l'atmosphère avait provoqué une boule de feu et une onde de choc au-dessus des îles indonésiennes comparables au cas russe la semaine dernière. L'énergie libérée à l'époque était d'environ 5 kt.

Quels sont les risques associés à un tel événement ?

Detlef Koschny : Les objets géocroiseurs (Near-Earth Objects, NEO) se réfèrent à des astéroïdes ou comètes d'un diamètre allant de quelques mètres jusqu'à plusieurs dizaines de kilomètres qui tournent autour du Soleil et dont l'orbite est proche de celle de la Terre. Actuellement, il y a plus de 600.000 astéroïdes connus dans notre Système solaire, dont 9.000 NEO. Dès qu'un objet est détecté, son orbite peut être calculée et un profil individuel de risque peut être développé. Une liste publique contenant ces objets géocroiseurs est régulièrement mise à jour par l'Esa.

Comment l’Esa contribue-t-elle à détecter des astéroïdes qui pourraient entrer dans notre atmosphère ?

Nicolas Bobrinsky : Notre programme de surveillance de l'espace soutient déjà des équipes d'astronomes en Europe afin de permettre des observations continues du ciel. Bien que ces observations soient complexes et demandent des équipements de grande qualité ainsi que des astronomes ayant l'expérience nécessaire, tout revient en fait à un processus assez simple : il faut assembler des images du ciel et vérifier s'il y a des points lumineux qui se déplacent.

Ces dernières années, l'Esa a soutenu plusieurs équipes qui travaillaient dans différents observatoires et qui ont détecté plusieurs objets dont on ne connaissait pas l'existence auparavant, dont l'astéroïde 2012 DA 14 qui a survolé la Terre vendredi dernier à une distance de seulement 28.000 km. Cette participation de l'Esa n'est qu'un début, car nous devons vraiment nous concentrer sur des stratégies de détection à long terme en augmentant nos capacités d'observation.

Dans le futur, l'Esa a pour objectif de coordonner une vaste étude au sein de son programme de surveillance de l'espace qui s'appuie sur un réseau de télescopes automatisés d'un mètre de diamètre. Ce système permettrait un balayage complet du ciel toutes les nuits afin de détecter d'éventuels objets mobiles. Il serait capable de détecter des objets ayant la taille de celui qui a explosé en Russie la semaine dernière, et cela quelques jours avant leur entrée dans l'atmosphère - à condition que leur approche soit visible dans le ciel noir.

Ce futur système utilisera aussi des observations faites dans l'espace pendant des missions de l'Esa, comme Gaia. Les responsables du programme de surveillance de l'espace de l'Esa peuvent déjà assurer le financement du prototype d'un tel télescope et ont obtenu le mandat des États membres de l'Esa pour commencer son développement. L'étude complète nécessite quatre à six télescopes au total.