Qu'est-ce que l'effet Yarkovsky?

Publiée le 25 août, 2016

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Qu'est-ce que l'effet Yarkovsky?

2016-08-25 - L'équipe d'OSIRIS-REx présente la nouvelle vidéo de 321Science sur l'effet que la lumière du soleil peut avoir sur l'orbite de petits astéroïdes. La vidéo montre comment l'effet Yarkovsky peut changer l'orbite des astéroïdes au point de les faire frôler la Terre plutôt que de la percuter… ou l'inverse! Deux vidéos connexes expliquent les termes « inertie thermique » et « rotation directe/rétrograde ». (Sources : Agence spatiale canadienne, University of Arizona.)

Présentatrice : Comment est-ce que la lumière du Soleil peut rendre dangereux de simples astéroïdes? Joignez-vous à l’équipe 3-2-1 Science qui explique l’effet Yarkovsky.

Il y a environ 65 millions d’années, par une belle journée de l’ère du Crétacé, un astéroïde de 10 kilomètres de diamètre a percuté la Terre et éliminé la quasi-totalité de la vie qui s’y trouvait, dont les dinosaures.

Plus récemment, le 15 février 2013, un astéroïde beaucoup plus petit a explosé dans l’atmosphère au-dessus de Tcheliabinsk, en Russie : l’onde de choc a endommagé des bâtiments et blessé plus de 1 500 personnes.

Malgré ces situations désastreuses, la plupart des astéroïdes ne représentent aucun danger. En fait, des quelque 500 000 astéroïdes connus, environ un millier seulement sont potentiellement dangereux. Mais nous ne sommes pas sûrs encore s’il est possible que certains de ces astéroïdes entrent un jour en collision avec la Terre. Cette incertitude est liée en partie à l’infime pression que la lumière du Soleil exerce sur ces astéroïdes. Ce phénomène, c’est l’effet Yarkovsky, nom donné en l’honneur d’Ivan Yarkovsky, un ingénieur civil qui travaillait en Russie.

Cet effet fonctionne comme suit : la lumière du Soleil peut exercer une force sur un astéroïde, car elle est composée de photons qui ont une vitesse et qui exercent une pression sur les objets. Lorsque les photons atteignent l’astéroïde, soit ils sont réfléchis (c’est-à-dire qu’ils rebondissent sur la surface), soit ils sont absorbés (donc ils réchauffent la surface). Si les photons sont absorbés, avec le temps, ils seront irradiés de la surface de l’astéroïde sous forme de chaleur.

Ce qui se produit sur une route en asphalte sur une période de 24 heures est un bon exemple d’absorption et de rayonnement. Pendant le jour, l’asphalte se réchauffe en absorbant la lumière du Soleil, puis, la nuit, la surface irradie sa chaleur à mesure qu’elle se refroidit.

Tout comme la Terre, les astéroïdes tournent sur eux-mêmes pendant qu’ils orbitent autour du Soleil. Alors ils ont eux aussi un cycle diurne/nocturne. En raison de cette rotation, la partie la plus chaude d’un astéroïde n’est pas directement alignée avec le Soleil. Elle est plutôt légèrement décalée sur le côté. Au fur et à mesure que les photons rayonnent de ce point chaud, ils donnent à l’astéroïde une légère impulsion, un peu comme le recul d’un canon qui fait feu. Cette force peut ralentir un astéroïde ou le faire accélérer, comme dans le cas d’une voiture dont le conducteur appuie sur les freins ou sur l’accélérateur. Si l’astéroïde tourne sur lui-même de façon à ce que son point le plus chaud se trouve légèrement vers l’avant, la force sera dirigée vers l’arrière, ce qui ralentira un peu l’astéroïde, comme une voiture qui freine. Mais si l’astéroïde tourne dans l’autre sens, le point le plus chaud se trouvera légèrement vers l’arrière et la force propulsera l’astéroïde vers l’avant sur son orbite, comme une voiture qui accélère.

Ces forces minuscules peuvent modifier l’orbite d’un astéroïde. Si l’astéroïde accélère, l’orbite s’agrandira. S’il ralentit, l’orbite  se raccourcira. L’effet Yarkovsky est très faible, mais les astéroïdes sont éclairés par la lumière du Soleil pendant des millions et même des milliards d’années, ce qui laisse amplement de temps pour que leur orbite soit modifiée. Soit leur orbite se rapprochera de celle de la Terre, soit elle s’en éloignera.

Compte tenu de ce phénomène, la NASA envoie sa sonde OSIRIS-REx vers un astéroïde potentiellement menaçant appelé Bennu. OSIRIS-REx mesurera avec précision l’influence de l’effet Yarkovsky sur l’orbite de Bennu pour déterminer s’il croisera l’orbite de la Terre dans plus ou moins 200 ans.

Pour en savoir plus sur la mission d’OSIRIS-REx et Bennu, cliquez sur les liens.

La présente vidéo est une production de l’équipe d’OSIRIS-REx. La mission OSIRIS-REx est un partenariat entre l’Université de l’Arizona, la NASA, le Goddard Space Flight Center et la société Lockheed Martin.

Pour connaître les propriétés et l'utilisation des vidéos veuillez vous référer à la section des avis.