Les performances dont sont aujourd’hui capables les planétologues et les spécialistes de la mécanique céleste sont plus que jamais stupéfiantes, et ils sont les dignes héritiers de Le Verrier et Adams qui avaient découvert Neptune, déjà par le calcul, au XIXième siècle. Infiniment plus fort que Sherlock Holmes, ils auraient retrouvé l’identité d’un assassin d’il y a 160 millions d’années, dont le crime date, lui, de 65 millions d’années : l’extermination quasi complète des dinosaures.
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Illustrations d'artiste des événements analysés dans l'article de Nature (Crédit : Don Davis).

Illustrations d'artiste des événements analysés dans l'article de Nature (Crédit : Don Davis).

C'est en conjuguant leurs efforts et leurs compétences que les docteurs William Bottke et David Nesvorny du Southwest Research Institute (SwRI) à l'Université de Boulder dans le Colorado, et leur collègue tchèque David Vokrouhlicky de la Charles University à Pragues, sont arrivés à faire la découverte aujourd'hui publiée dans Nature.

Selon eux, l'astéroïdeastéroïde qui a créé le fameux cratère de Chicxulub au Yucatan proviendrait en fait d'une famille de petits corps célestes située dans la ceinture d'astéroïdesceinture d'astéroïdes entre Mars et JupiterJupiter : la famille des Baptistina. On pense en effet généralement que la disparition de près de 70% des espècesespèces vivantes, à la limite séparant le CrétacéCrétacé du Tertiaire, résulte de l'action conjointe des gigantesques éruptions basaltiquesbasaltiques du Deccan en Inde mais, surtout, de l'impact d'un petit corps céleste de 10 km de diamètre, plus probablement un astéroïde qu'une comètecomète, dont l'effet sur une biosphèrebiosphère déjà éprouvée par les épanchements basaltiques des TrappsTrapps a été déterminant dans ce qu'on appelle la crise K-Tcrise K-T.

Pour identifier l'origine de l'astéroïde tueur de dinosauresdinosaures, les chercheurs se sont basés sur les données chimiques et minéralogiques concernant la composition des Baptistina, ainsi que celles des échantillons provenant des débris de l'impact de Chicxulub, mais aussi principalement sur de savantes simulations numériquessimulations numériques et calculs de mécanique céleste conduits à partir des données orbitalesorbitales et des tailles des objets composants la famille des Baptistina. Pour les chercheurs, cette dernière résulterait de la collision dans le passé de deux gros astéroïdes qui se seraient alors fragmentés sous le choc.

Un des facteurs-clés de la réussite du groupe de chercheurs a été la prise en compte de l'effet Yarkovskyeffet Yarkovsky, plus précisément YORP, dont David Vokrouhlicky est un grand spécialiste. Les méthodes habituelles de calculs de la mécanique céleste, équationséquations de Gauss, espace des phasesespace des phases ont aussi été utilisées en conjonctionconjonction avec les calculs sur ordinateursordinateurs faisant intervenir les algorithmes de Monte-Carlo, mais des raffinements supplémentaires ont été ajoutés.

Quatre simulations différentes faisant intervenir tous les détails de la physiquephysique des collisions et de la mécanique céleste ont été conduites. En particulier, l'équipe a utilisé les codes « hydrodynamiques » que l'on emploie depuis longtemps pour modéliser les explosions nucléaires. Cela leur a permis de connaître la distribution en tailles des corps laissés par la collision, qui a dû s'effectuer à une vitessevitesse supérieure à 10 000 km/h.

La chronologie du crime

Au final, la chronologie des événements, selon leurs travaux, serait donc la suivante :

Crédit : Southwest Research Institute).

Crédit : Southwest Research Institute).

A : Les observations au télescopetélescope et les simulations par ordinateurs suggèrent qu'un astéroïde de 170 kilomètres de diamètre environ, et de composition similaire aux chondriteschondrites carbonées, des météoritesmétéorites très primitives, a éclaté en plusieurs fragments il y a 160 millions d'années à la suite d'un choc avec un autre petit corps dont la taille est elle estimée à 60 kilomètres de diamètre environ. L'astéroïde 298 Baptistina, découvert par Auguste Charlois le 9 septembre 1890 à l'observatoire de Nice serait précisément le vestige du plus gros astéroïde.

B : L'ensemble des petits corps produits est donc ce qu'on appelle aujourd'hui la famille d'astéroïdes Baptistina. Elle comprend près de 300 objets dont la taille dépasse les 10 km et pas loin de 140 000 dont les dimensions sont supérieures à 1 km. Tous ont des paramètres orbitaux similaires dans l’espace des phases et sont de même composition minéralogique, ce qui justifie d'ailleurs leur regroupement en une famille.

C :

  • (1) À la suite de cette collision, ces différents objets ont commencé à dériver, entre autres sous l'action du fameux effet Yarkowsky. Rappelons brièvement en quoi il consiste. En raison des différences de températures entre la face éclairée et celle dans l'ombre, la différence de quantités de lumièrelumière rayonnées par un corps céleste produit sur lui des forces et des couples capables de modifier lentement mais sûrement sa trajectoire et sa vitesse de rotation ;
  • (2) Au bout du compte, environ 20% des objets de tailles kilométriques voient leurs orbitesorbites suffisamment modifiées pour leur permettre de s'échapper complètement de la ceinture d'astéroïdes et de se placer sur une famille d'orbites où les perturbations gravitationnelles de Jupiter et des autres planètes créent une « autoroute »  menant tout droit vers les planètes internes, dont la TerreTerre ;
  • (3) Environ 2% seulement de ces objets ont été des géocroiseursgéocroiseurs ayant heurté notre planète et, une fraction plus faible encore, la LuneLune.

D : Il est probable que parmi ces géocroiseurs, l'un soit responsable du cratère Tycho sur la Lune. Il a été formé par un impact il y a environ 108 millions d'années et son diamètre atteint les 85 kilomètres. En effet, d'après les calculs ce sont des dizaines de corps de plus de 10 km de diamètre qui ont dû s'échapper de la ceinture d'astéroïdes. Or, on constate une augmentation du nombre de cratères d'impacts importants sur Terre pendant la période du Crétacé s'étendant de moins 145 à moins 65 millions d'années avec un pic vers moins 100 millions d'années : exactement selon les prévisions des modèles numériquesmodèles numériques ! En l'absence de données plus précises sur le cratère Tycho, les chercheurs estiment tout de même à 70% les chances que celui-ci soit le résultat d'un impact avec un objet de la famille des Baptistina.

Le cratère Tycho est bien visible en bas à droite avec ses éjectats s'étendant sur un rayon de 1500 km (Crédit : NASA).

Le cratère Tycho est bien visible en bas à droite avec ses éjectats s'étendant sur un rayon de 1500 km (Crédit : NASA).

E : D'après les chercheurs, le cratère de Chicxulubcratère de Chicxulub, avec son diamètre de 180 kilomètres et son âge de 65 millions d'années au Yucatan, a 90 % de chances d'avoir été le résultat de l'impact d'un des géocroiseurs précédents. Là encore, les simulations numériques sont très favorables à cette hypothèses et, de plus, la composition de l'astéroïde responsable de l'astroblèmeastroblème du Yucatan est très similaire à celle des météorites carbonées du type de celle de Murchison, ce qui suffit pour éliminer bien des candidats potentiels parmi les familles d'astéroïdes. Il est exclu, par exemple, qu'il provienne de la famille de Vesta car ce sont tous des corps de type achondritique. Au contraire, les études spectroscopiques portant sur la composition minéralogique des Baptistina montrent une abondance de corps analogues aux chondrites carbonées.

L'impact de l'astéroïde au Yucatan (Crédit : Don Davis).

L'impact de l'astéroïde au Yucatan (Crédit : Don Davis).

Si le modèle proposé par les chercheurs se confirme alors, c'est près de 20% des petits corps célestes proche de la Terre qui proviendraient de cet événement ayant eu lieu il y a 160 millions d'années. D'ores et déjà, la ceinture d'astéroïdes est scrutée à la recherche d'événements similaires qui auraient ensuite laissé leurs traces sur la Terre, la Lune et peut-être Mars et MercureMercure.

Peut-être, aujourd'hui même, un autre astéroïde de la famille des Baptistina fonce-t-il en direction de notre planète.