Astéroïdes, comètes & météorites Débris de la formation du système solaire Donnent de l’information sur les conditions physiques au moment de la formation du système solaire Modifient l’aspect du système solaire à la suite d’impacts avec planètes & satellites

ASTÉROIDES Masse rocheuse, métallique ou de gaz gelés en orbite autour du Soleil, R <<< Rplanète Nombre > 40 000 Orbites déterminés > 8 000 Masse totale ~ 0.0005 masse du Soleil 1801 – découverte de Cérès ~ 3 UA

ASTÉROIDES Majorité des astéroïdes entre 2.1 & 3.3 UA dans la ceinture principale, entre Mars & Jupiter Dcérès ~ 1000 km ~30 D > 200 km ~1000 D > 30 km ~100 000+ D > 1 km # NOM 1 Cérès* 2 Pallas* 3 Junon* 4 Vesta 433 Eros 1862 Apollo * : ½ de la masse

ASTÉROIDES Quelques astéroïdes observés par les sondes Galiléo et NEAR (GASPRA, MATHILDE, IDA et EROS)

ASTÉROIDES

ASTÉROIDES Simulation de la rotation d’Eros La rotation d’Eros observée par NEAR

ASTÉROIDES Ne sont pas des débris d’une ancienne planète qui se serait désintégrée sous une collision ou sous l’influence gravitationnelle de Jupiter C’est plutôt qu’ils n’ont jamais pu s’agglomérer pour former une planète à cause de l’effet gravitationnel de Jupiter

ASTÉROIDES La plupart des astéroïdes tournent dans le même sens (2.1 UA < distance < 3.3 UA) La distance est grande entre les astéroïdes , zone la plus dense, séparation ~ 5 x 106 km (pas comme dans “The Empire Strikes Back” !) Collision entre 2 astéroides importants Dt ~ 100 000 ans

ASTÉROIDES 1er astéroïde ne faisant pas partie de la ceinture, 433 Éros, découvert en 1898 orbite elliptique, traverse orbite de Mars presque jusqu’à la Terre 1er astéroïde croisant l’orbite de la Terre 1862 Apollo, découvert en 1932

ASTÉROIDES Rencontres proches: 1968: Icare passa à 6.4 x 106 km 1991: astéroïde de 10 km s’est approché à 170 000 km ~ 1/2 distance Terre-Lune 1994: 105 000 km ~ 1/3 distance Terre-Lune 1996: 600 000 km ~ 2 distance Terre-Lune 7 heures plus tard BANG 2001: 300 000 km ~ 0.8 distance Terre-Lune

ASTÉROIDES Troyens : famille d’astéroïdes qui se déplacent sur le même orbite que Jupiter à ~60o (points Lagrangiens: force grav. Soleil = force grav. Jupiter) Apollos : famille d’astéroïdes sur orbites très elliptiques croisant orbite de Terre & Mars

Découverte de l’astéroide 1992_QB La ceinture de Kuiper Découverte de l’astéroide 1992_QB distance = 40 UA depuis 300 objets 35 UA < D < 50 UA

La ceinture de Kuiper Représentation schématique de la ceinture de Kuiper

La ceinture de Kuiper 100 000 objets 100 km < diam. < 400 km (Pluton: 2 300 km & Charon 1 200 km) Les comètes de courtes périodes (< 20 ans) pourraient venir de cette région

Comètes Antiquité: comètes associées à des catastrophes

Comètes Tapisserie de Bayeux Adoration des mages Giotto di Bondone (comète de Halley, 1301)

Comètes jusqu’à la fin du 16 iè siècle, on croyait que les comètes étaient des phénomènes locaux se produisant dans l’atmosphère terrestre 1577: Tycho Brahé se rendit compte que la position d’une comète, par rapport aux constellations, n’était pas modifiée par le déplacement d’un observateur sur Terre pas de parallaxe comète se trouve au delà de la Lune

Comètes 17 iè siècle: Isaac Newton & Edmund Halley expliquèrent le mouvement des comètes à partir de la loi de la gravitation universelle orbite: elliptique très allongée visible uniquement à son périhélie 1705: Halley s’aperçut que les comètes de 1531, 1607 & 1682 étaient la même prédit son retour en 1759 triomphe de la gravitation universelle de Newton

Comètes La plus ancienne mention de la comète de Halley 239 av. J. C.

Comètes 1910 Sonde Giotto 1986

Comètes Comètes à longues périodes (P > 200 ans) ex.: Hyakutake & Hale-Bopp Comètes à périodes inter (20 < P < 200 ans) ex.: Halley (76 ans) Comètes à courtes périodes ( P < 20 ans) ex.: Encke & Tempel 2

Comètes Hyakutake Hale-Bopp

Comètes Hale-Bopp

Comètes

Comètes Composition: boule de neige (glace) sale (H2O, CH4, NH3, CO2, poussières rocheuses & métalliques) NOYAU: sa couche superficielle s’évapore et s’échappe lorsqu’elle s’approche du Soleil et est chauffée par la radiation COMA: sphère lumineuse et diffuse autour du noyau constituée du gaz et de la poussière libérés par le rayonnement solaire

Comètes Les molécules de gaz et les grains de poussière subissent 2 forces: Force gravitationnelle du Soleil Pression de radiation Formation de 2 queues dans la direction opposée au Soleil (et non dans la direction opposée au mouvement de la comète) Grains de poussière: pression de radiation ~ force de gravité (courbée) Gaz ionisé: pression de radiation >> force de gravité (droite)

Comètes Évaporation du noyau de la comète hale-Bopp (simulation)

Comètes Comètes à longues périodes: dans une région ~ 50 000 UA (~1/5 distance de * la plus proche) = limite de la zone d’influence gravitationnelle du Soleil = le nuage de Oort Instabilité grav. Des autres * comète plonge vers le Soleil Si la comète subit l’attraction de Jupiter orbite modifiée comète périodique sinon retour au nuage de Oort

Comète Shoemaker-Levy 9 Impact G KPNO

Comète Shoemaker-Levy 9

Comète Shoemaker-Levy 9

Météorites Météoroïde: particule (poussière x100m) dont l’orbite autour du Soleil l’amène tôt ou tard à entrer en collision avec la Terre (planète ou satellite) Météore: phénomène lumineux lorsqu’un météoroïde pénètre dans l’atmosphère (étoile filante) Météorite : particule qui a survécu à sa traversée de l’atmosphère et est tombée au sol

Météorites

Météorites Météoroïdes, comme les comètes arrivent des confins du système solaire avec v = 12-72 km/sec (42-30 ou 42+30 k/s) Météores sont plus nombreux et plus brillants après minuit

Météorites Pluie de météores (pluie d’étoiles filantes) se produit lorsque la Terre traverse des nuages de fines particules situées sur son orbite autour du Soleil Ces nuages de particules proviennent des résidus laissés par le passage (ou la désintégration – SL9) d’une comète au voisinage du Soleil ou de la Terre

Pluie d’étoiles filantes 1998 1999 1833 Léonides

Pluie d’étoiles filantes NOM DATE Nombre/heure Quadrantides 4 janvier 40 Lyrides 22 avril 15 h Aquarides 5 mai 20 d Aquarides 29 juillet Perséïdes 12 août 50 Orionides 21 octobre 25 Taurides 3 novembre Léonides 18 novembre Géminides 14 décembre Ursides 23 décembre

Météorites Météorites: le résultat de la fragmentation d’un météoroïde plus important dans l’atmosphère St-Robert de Sorel (14 juin 1994): météoroïde ~2 tonnes - onde de choc entendue à 100 km – fragments de 55 g à 6.55 kg

Météorite de Peekskill

Météorites Mars

Impacts Meteor Crater - Arizona

Impacts Tunguska - Sibérie

Impacts (Québec) 17 météorites > 100 g / année 2-3 météorites > 1 kg / année 1 météorite > 10 kilos / 2-3 années Dernier siècle ~ 250 météorites > 1 kg Depuis la fondation de Québec ~ 1000

Impacts (Terre) 200 tonnes/jour: glace, cailloux & poussières 3-5 m /3-4 jours: se désintègre dans l’atmosphère 50 m /100 ans: comme Tunguska (1908) et Meteor Crater (il y a ~ 50 000 ans) 200 m /5 000 ans: annihile une ville 2 km/500 000 ans: hiver planétaire 10-15 km/100 x 106 années: peut vaporiser l’Océan Pacifique

Impacts (Extinction des dinosaures)

Cratères d’impact (monde) Emplacement Diamètre (km) Âge (millions d’années) Sudbury, Ontario 140 1850 Manicouagan, Québec 100 210 Popigai, Russie 10 39 Ouchezh-Katundki, Russie 80 200 Kara, Russie 60 57 Silhjan, Suède 52 368 Charlevoix, Québec 46 360 Araquainha, Brésil 40 250 Carswell, Saskatchewan 32 117 Lac à l’Eau Claire, Québec 290

Cratères d’impact (monde)

Cratères d’impact (Québec) Emplacement Diamètre (km) Âge (millions d’années) Manicouagan 100 210 Charlevoix 46 360 Lac à l’Eau Claire, Ouest 32 290 Lac à l’Eau Claire, Est 22 Lac Couture 8 425 Lac de la Moinerie 400 Île Rouleau, lac Mistassini 4 < 300 Nouveau Québec 3.4 1.3

Cratères d’impact (Québec)

Cratères d’impact (Québec) Nouveau Québec Charlevoix Manicouagan

Sommes-nous menacés par des débris (astéroïdes, comètes, météorites, …) du système solaire ? 1908: Tunguska, pas de cratère d’impact, détruit dans l’atmosphère (onde de choc) 1000-2000 km2 détruit – 3 heures plus tard Moscou ~ 10 millions de morts 1930: jungle brésilienne – 3 météorites 2000 km2 détruit par le feu 8 octobre 1871: Chicago complètement détruit – Peshtigo, 1200 morts – feux de forêt dans 4 états américains – météorite ~ 100 m – explosé ~30 km altitude – origine: queue comète Byla

Sommes-nous menacés par des débris (astéroïdes, comètes, météorites, …) du système solaire ? 1871-1930 3 impacts majeurs en 60 ans 1930-2002 pas d’impact majeur en 70 ans mais …