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Astéroïdes, comètes et météorites, derniers vestiges du système solaire. Alain Doressoundiram

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Présentation au sujet: "Astéroïdes, comètes et météorites, derniers vestiges du système solaire. Alain Doressoundiram"— Transcription de la présentation:

1 Astéroïdes, comètes et météorites, derniers vestiges du système solaire. Alain Doressoundiram

2 Alain Doressoundiram2 Risque de collision avec la Terre. Meteor crater, extinction dinosaures? Ressources minières (astéroïdes) Origine de la vie sur Terre (comètes) Astéroïdes, comètes et météorites sont des corps primitifs qui ont très peu évolué depuis la formation du système solaire. Intérêts de létude des petits corps

3 Alain Doressoundiram3 Astéroïdes, résidus de la formation du Système Solaire á Grande diversité de taille, de forme et de composition Accrétion á planétésimaux Chauffage á différentiation Collisions á fragmentation et cratérisation

4 Alain Doressoundiram4 Par Toutatis ! Meteor crater (Arizona)

5 Alain Doressoundiram5 Population des géocroiseurs N (d > 1km) ~ 900 Nombre découverts à ce jour : ~ 700 Hiroshima Energie de limpact Energie cinetique : ½mv 2 Un bolide de 2m de diamètre à une vitesse de 20km/s => 1 MT 1 MT ~ 100 Hiroshima

6 Alain Doressoundiram6 1801: découverte par hasard de Cérès (Piazzi). Petits corps rocheux et irréguliers. –Composition: silicates et métaux. Dimensions: max 1000 km de diamètre. –Les 3 plus gros: Cérèsd=933 km. Pallas d=523 km. Vestad=501 km. ~ connus (~ numérotés). Majorité dans la « ceinture principale » entre les orbites de mars et jupiter. Origine. –Planète fragmentée? –Accrétion bloquée par la formation de jupiter. Les astéroïdes

7 Alain Doressoundiram7 PlanèteNDistance prédite Distance réelle Mercure00,40,39 Venus10,70,72 Terre211,00 Mars41,61,52 Lacune82,82,77 Jupiter165,25,20 Saturne3210,09,54 Uranus6419,619,19 Neptune12838,830,07 Pluton25677,239,53 Loi de Titus Bode (1766) d planète = 0,4 + 0,3 x N d planète : distance héliocentrique en U.A. N = 0,1,2,4,…. Giuseppe Piazzi

8 Alain Doressoundiram8 Diversité de forme, de taille et de composition 2,22,83,6 ua Cérès Vesta Junon Éros Hygiéa Mars

9 Alain Doressoundiram9 Composition Albédos de comparaison Terre 0,35 Lune 0,07 Charbon 0,04 Neige 0,8 Classe Albédo Minéralogie M 0,1 - 0,18 métal, enstatite ? S (17%) 0,1 - 0,22 olivine, pyroxène, métal C (75%) 0,03 - 0,07 silicates hydratés, organiques P, D 0,02 - 0,05 matières organiques B, G, F 0,03 - 0,06 silicates hydratés, organiques

10 Alain Doressoundiram10 Orbites elliptiques autour du Soleil. la « ceinture principale » UA entre les orbites de Mars et Jupiter. Distribution non uniforme: lacunes de Kirkwood. Les troyens: aux points de Lagrange de Jupiter (stable). 5.2 UA les géocroiseurs: orbites croisent celle de la Terre. ~1 UA.(Aten, Apollo, Amor) Localisation

11 Alain Doressoundiram11 Instantanée des positions des astéroïdes Où se trouvent-ils?

12 Alain Doressoundiram12 Distribution de la distance moyenne des astéroïdes TerreJupiterMars 4:14:33:15:31:13:22:15:2

13 Alain Doressoundiram13 Résonances Résonance 3:1

14 Alain Doressoundiram14 Observations télescopiques Dans cette image se cachent 4 astéroïdes et un satellite de Jupiter image obtenue sur le 1,20m de lOHP crédit : IMCEE Observations optiques et astrométrie

15 Alain Doressoundiram15 Observations télescopiques méthode dite du "blink" ou clignotement permets de repérer les objets planétaires. 2 images à 10mn dintervalle Observations optiques et astrométrie

16 Alain Doressoundiram16 Observations télescopiques Identification des objets: (1): astéroïde (3939) Huruhata, magnitude 16.1 (2): astéroïde 1999 TK 5, magnitude 17.3 (3): astéroïde (13425) 1999 VG 24, magnitude 16,9 (4): satellite J-8, Pasiphaé, de Jupiter, magnitude 17 (5): astéroïde (377) Campania, magnitude 12.5 Observations optiques et astrométrie

17 Alain Doressoundiram17 Courbe de lumière temps mag m Période de rotation Forme : a/b > 10 0,4 m Axe de rotation Photométrie

18 Alain Doressoundiram18 Observations télescopiques Spectroscopie Radiométrie Occultations T RéfléchiThermique => composition => taille, forme => T,albedo

19 Alain Doressoundiram19 Images à partir du sol Observations radar Principe : envoi dun signal radar connu et cohérent Analyse de lécho radar modifié par lastéroide Décalages temporelles et spectraux => image 2D Variation de lintensité => composition Caractéristiques de lécho => texture 216 Kleopatra

20 Alain Doressoundiram20 Images à partir du sol Observations radar 4769 Castalia 4179 Toutatis 216 Kleopatra

21 Alain Doressoundiram21 Images à partir du sol HST 4 Vesta

22 Alain Doressoundiram Otawara Ida et dactyl Mathilde Images in situ 951 Gaspra

23 Rendez-vous avec 433 Eros, 14 février 2000

24 NEAR

25 Descente de NEAR, février 2001

26 NEAR Descente de NEAR, février 2001

27 Alain Doressoundiram27 HAYABUSA 2003 (JAXA) Objectif : ramener des échantillons dastéroïdes sur Terre : rencontre avec ITOKAWA 2010 : retour sur Terre

28 Alain Doressoundiram28 ITOKAWA 500 m

29 Alain Doressoundiram29 ITOKAWA

30 Alain Doressoundiram30 Les familles dastéroïdes Hungaria Koronis Eos Phocaea Flora Troyens Themis

31 31 Exemples de collisions cratérisantes Collisions catastrophiques Astéroïde simpleRubble pile Famille dynamique

32 32 Familles dastéroïdes Physique des collisions Évolution des astéroïdes Distribution de taille Intérieur dune planète Origine des géocroiseurs Formation des systèmes binaires Évolution dynamique Intérêt des familles

33 Alain Doressoundiram33 Météore ou étoile filante: phénomène lumineux associé au passage dun corps dans la haute atmosphère météorites: fragment dastéroïde qui arrive intact sur Terre. Type de météorites connectés aux différents type d astéroïdes Quelques définitions

34 Alain Doressoundiram34 Météorite Météorite de Peekskill

35 Alain Doressoundiram35 Classification des météorites Différentiées Métalliques Chondrites ordinaires Métallo- pierreuses Achondrites HED, SNC,... olivine, pyroxène feldspaths, métal Composition solaire carbone Achondrites primitives métal, silicates Fe, Ni pyroxène + autres Chondrites carbonées 80 % 8 % 4 % 2 % 6 % croûte manteau noyau Non différentiées

36 Alain Doressoundiram36 ? Vesta et les achondrites HED, un cas d école (1970) et pour les autres astéroïdes ? Quels corps parents pour chaque famille de météorites ? La filiation astéroïdes - météorites

37 Alain Doressoundiram37 Vesta, corps parent des météorites HED Spectre visible et proche infrarouge de Vesta bien reproduit par spectres de HED áVesta serait le corps parent des météorites HED

38 Alain Doressoundiram38 Et pour les autres astéroïdes ? Il ny a pas de relation évidente entre les autres groupes de météorites et les astéroïdes. En particulier, les chondrites ordinaires sont les plus courantes sur terre (80 % des chutes), mais leur contrepartie astéroïdale na pas été identifiée. Hypothèses : Les CO proviennent de très petits objets qui ne peuvent pas être observés depuis la terre. Le mécanisme de transport vers la terre favorise des types minoritaires dans la ceinture principale. Les corps-parents des CO sont parmi les astéroïdes S, mais leurs propriétés spectrales sont modifiés par des processus de vieillissement de la surface ("space weathering").

39 Effets du « space weathering » pente profondeur maximum Temps albédo profondeur de bande pente

40 Alain Doressoundiram40 Comète et imaginaire

41 Alain Doressoundiram41 Les comètes Objets actifs, donc variables orbites très elliptiques et souvent inclinés sur lécliptique. Environ 1000 comètes connues (périodique et non périodique) composition: noyau=« boule de neige sale » mélange de glace (H 2 O, CO 2, CO …) et de poussières molécules organiques taille typique=1-20 km

42 Alain Doressoundiram42 Transition astéroïde-comète Astéroïde 2060 Chiron => comète Comète Wilson-Harrington (1949) => astéroïde 4015 (1979). Comète éteinte?

43 Alain Doressoundiram43 Hyakutake

44 queue de poussières queue de plasma noyau de la comète Mouvement de la comète vent solaire protons et électrons km/s photons coma SOLEIL

45 Alain Doressoundiram45 Quand la comète sapproche du soleil, on a sublimation des glaces: éjection de gaz et de poussière; Zones actives. –Formation d une coma (« chevelure »). –Poussière repoussée par la pression de radiation => queue de poussière. ~ qq millions de km. –Rayons UV ionisent les gaz. Ions repoussés par le vent solaire => queue des ions. ~ qq dizaines de millions de km % de perte de masse à chaque orbite. Hale-Bopp: 1000 t de poussière et 130 t deau par seconde! Comète : la physique

46 Alain Doressoundiram46 Activité cométaire

47 Molécules identifiées dans latmosphère des comètes EAU (70-90%) Alcool Méthylique 0,5-6% Dioxyde de carbone (5-10%) Ethane 0,2-0,8% Acétylène 0,3% Méthane 0,2-0,8% Acide formique 0,1% CH 3 CHO 0,02% HCOOCH 3 0,08% Ammoniac 0,5% Acide Cyanhydrique 0,1-0,3% HNC 0,01% HC 3 N 0,01% HNCO 0,01% CH 3 CN 0,01% NH 2 CHO 0,01% CS 2 0,1% OCS 0,4% Sulfure dhydrogène 0,2-1,5% Dioxyde de Soufre 0,1-0,3% H 2 CS 0,02% Antigel 0,3% Monoxyde De carbone (1-25%) Formaldéhyde 0,1-1,2%

48 Alain Doressoundiram48 Chimie cométaire

49 Alain Doressoundiram49 Comètes SOHO: comètes héliorasantes

50 Alain Doressoundiram50 Comète McNaught La comète C/2006 P1 (McNaught), qui est devenue plus brillante que Vénus le 13 Janvier 2007 (0,17 UA du Soleil)

51 Alain Doressoundiram51 Deep Impact 2004 (NASA) Objectif : bombarder une comète pour en révéler lintérieur. Impact de la comète Tempel 1 : juillet Formation dun cratère Diamètre et profondeur Composition de lintérieur et des éjectas Changements dactivité produits

52 Alain Doressoundiram52 Deep Impact

53 Alain Doressoundiram53 Deep Impact


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