Il y a environ 4,5 milliards d'années, les scientifiques théorisent que la Terre a subi un impact massif avec un objet de la taille de Mars (nommé Theia). Conformément à l'hypothèse de l'impact géant, cette collision a placé une quantité considérable de débris en orbite, qui ont finalement fusionné pour former la Lune. Et tandis que la Lune est restée le seul satellite naturel de la Terre depuis lors, les astronomes pensent que la Terre partage parfois son orbite avec des «mini-lunes».
Ce sont essentiellement des astéroïdes petits et rapides qui évitent largement la détection, avec un seul ayant été observé à ce jour. Mais selon une nouvelle étude d'une équipe internationale de scientifiques, le développement d'instruments comme le Large Synoptic Survey Telescope (LSST) pourrait permettre leur détection et leur étude. Ceci, à son tour, offrira aux astronomes et aux mineurs d'astéroïdes des opportunités considérables.
L'étude qui détaille leurs conclusions a récemment paru dans le Frontières en astronomie et sciences spatiales sous le titre "Minimoons de la Terre: opportunités pour la science et la technologie". L'étude a été dirigée par Robert Jedicke, chercheur à l'Université d'Hawaï à Manoa, et comprenait des membres du Southwest Research Institute (SwRI), de l'Université de Washington, de l'Université de technologie de Luleå, de l'Université d'Helsinki et de l'Université Rey Juan Carlos.
En tant que spécialiste des corps du système solaire, Jedicke a passé sa carrière à étudier l'orbite et la distribution des tailles des populations d'astéroïdes - y compris les objets de la ceinture principale et de la Terre proche (NEO), les centaures, les objets trans-neptuniens (TNO), les comètes et les objets interstellaires. Pour les besoins de leur étude, Jedicke et ses collègues se sont concentrés sur des objets appelés orbites capturées temporairement (TCO) - alias. mini-lunes.
Ce sont essentiellement de petits corps rocheux - dont on pense qu'ils mesurent jusqu'à 1 à 2 mètres (3,3 à 6,6 pieds) de diamètre - qui sont temporairement liés gravitationnellement au système Terre-Lune. Cette population d'objets comprend également des survols capturés temporairement (TCF), des astéroïdes qui volent par la Terre et font au moins une révolution de la planète avant de s'échapper de l'orbite ou d'entrer dans notre atmosphère.
Comme l'a expliqué le Dr Jedicke dans un récent Science Daily communiqué de presse, ces caractéristiques rendent les mini-lunes particulièrement difficiles à observer:
«Les mini-lunes sont petites, se déplaçant dans le ciel beaucoup plus rapidement que la plupart des relevés d'astéroïdes ne peuvent détecter. Une seule minimoon n'a jamais été découverte en orbite autour de la Terre, l'objet relativement grand désigné 2006 RH120, de quelques mètres de diamètre. »
Cet objet, qui mesurait quelques mètres de diamètre, a été découvert en 2006 par le Catalina Sky Survey (CSS), un projet financé par la NASA soutenu par le Near Earth Object Observation Program (NEOO) qui est dédié à la découverte et au suivi de la Terre Proche Astéroïdes (AEN). Malgré des améliorations au cours de la dernière décennie dans les télescopes et les détecteurs au sol, aucun autre TCO n'a été détecté depuis.
Après avoir passé en revue les dix dernières années de recherche sur la mini-lune, Jedicke et ses collègues ont conclu que la technologie existante n'est capable de détecter ces petits objets en mouvement rapide que par hasard. Cela devrait changer, selon Jedicke et ses collègues, grâce à l'avènement du Large Synoptic Survey Telescope (LSST), un télescope à champ large actuellement en construction au Chili.
Une fois terminé, le LSST passera les dix années à enquêter sur les mystères de la matière noire et de l'énergie sombre, à détecter les événements transitoires (par exemple novae, supernovae, sursauts gamma, lentilles gravitationnelles, etc.), à cartographier la structure de la Voie lactée et à cartographier petits objets dans le système solaire. En utilisant son optique avancée et ses techniques de traitement des données, le LSST devrait augmenter le nombre de NEA et d'objets de ceinture de Kuiper (KBO) catalogués d'un facteur de 10 à 100.
Mais comme ils l'indiquent dans leur étude, le LSST sera également en mesure de vérifier l'existence de TCO et de suivre leur chemin autour de notre planète, ce qui pourrait déboucher sur des opportunités scientifiques et commerciales passionnantes. Comme l'a indiqué le Dr Jedicke:
«Les mini-lunes peuvent fournir des bancs d'essai scientifiques et technologiques intéressants dans l'espace proche de la Terre. Ces astéroïdes sont livrés vers la Terre à partir de la principale ceinture d'astéroïdes entre Mars et Jupiter via des interactions gravitationnelles avec le Soleil et les planètes de notre système solaire. Le défi consiste à trouver ces petits objets, malgré leur proximité. »
Lorsqu'elle sera terminée dans quelques années, on espère que le LSST confirmera l'existence de mini-lunes et aidera à suivre leurs orbites autour de la Terre. Cela sera possible grâce au miroir principal du télescope (qui mesure 8,4 mètres (27 pieds) de diamètre) et son appareil photo de 3200 mégapixels - qui a un champ de vision énorme. Comme l'a expliqué Jedicke, le télescope sera capable de couvrir tout le ciel nocturne plus d'une fois par semaine et de collecter la lumière des objets faibles.
Avec la capacité de détecter et de suivre ces petits objets rapides, des missions à faible coût peuvent être possibles pour les mini-lunes, ce qui serait une aubaine pour les chercheurs qui cherchent à en savoir plus sur les astéroïdes dans notre système solaire. Comme l'a indiqué le Dr Mikael Granvik - chercheur à l'Université de technologie de Luleå, à l'Université d'Helsinki et co-auteur de l'article -:
«À l'heure actuelle, nous ne comprenons pas vraiment de quoi sont faits les astéroïdes. Les missions ne retournent généralement que de très petites quantités de matière sur Terre. Les météorites fournissent un moyen indirect d'analyser les astéroïdes, mais l'atmosphère terrestre détruit les matériaux faibles lors de leur passage. Les mini-lunes sont des cibles parfaites pour ramener d'importants morceaux d'astéroïdes, protégés par un vaisseau spatial, qui pourraient ensuite être étudiés en détail sur Terre. »
Comme le souligne Jedicke, la capacité de mener des missions à faible coût sur des objets qui partagent l'orbite de la Terre intéressera également l'industrie minière des astéroïdes en plein essor. Au-delà, ils offrent également la possibilité d’accroître la présence de l’humanité dans l’espace.
"Une fois que nous aurons commencé à trouver des mini-lunes à un rythme plus élevé, elles seront des cibles parfaites pour les missions satellites", a-t-il déclaré. «Nous pouvons lancer des missions courtes et donc moins chères, en les utilisant comme bancs d'essai pour de plus grandes missions spatiales et en offrant à l'industrie naissante des mines d'astéroïdes la possibilité de tester leur technologie… J'espère qu'un jour les humains s'aventureront dans le système solaire pour explorer les planètes, les astéroïdes et les comètes - et je vois les mini-lunes comme les premiers tremplins de ce voyage. »
