Découverte de l’astéroïde en orbite la plus rapide du système solaire – En orbite autour du Soleil en seulement 113 jours

Conception d’un artiste de l’astéroïde 2021 PH27 récemment découvert, qui a la période orbitale connue la plus courte pour un astéroïde et la deuxième plus courte pour tout objet de notre système solaire après Mercure. Illustration de Katherine Cain avec l’aimable autorisation de la Carnegie Institution for Science. Crédit : Illustration de Katherine Cain avec l’aimable autorisation de la Carnegie Institution for Science

Le Soleil a un nouveau voisin qui se cachait dans la pénombre. Un astéroïde qui orbite autour du Soleil en seulement 113 jours – la période orbitale la plus courte connue pour un astéroïde et la deuxième plus courte pour tout objet de notre système solaire après Mercure – a été découvert par Scott S. Sheppard de Carnegie dans des images du crépuscule prises par Ian Dell de l’Université Brown. ‘Antonio et Shenming Fu.

Le nouvel astéroïde, appelé 2021 PH27, mesure environ 1 kilomètre et se trouve sur une orbite instable qui croise celle de Mercure et Vénus. Cela signifie que dans quelques millions d’années, il sera probablement détruit dans une collision avec l’une de ces planètes ou le Soleil, ou il sera éjecté de sa position actuelle.

L’étude d’objets comme celui-ci peut aider les scientifiques à comprendre d’où proviennent les astéroïdes et les forces qui ont façonné l’architecture de notre système solaire. « Très probablement 2021 PH27 a été délogé de la ceinture d’astéroïdes principale entre Jupiter et Mars et la gravité des planètes intérieures a façonné son orbite dans sa configuration actuelle », a déclaré Sheppard. « Bien que, sur la base de son grand angle d’inclinaison de 32 degrés, il soit possible que 2021 PH27 soit une comète éteinte du système solaire externe qui s’est aventurée trop près de l’une des planètes alors que la trajectoire de son voyage l’a rapprochée de la système solaire intérieur.

Une illustration de l’orbite de 2021 PH27, par Katherine Cain et Scott Sheppard, avec l’aimable autorisation de la Carnegie Institution for Science. C’est l’astéroïde connu en orbite la plus rapide. Crédit : Katherine Cain et Scott Sheppard, avec l’aimable autorisation de la Carnegie Institution for Science

Parce que 2021 PH27 est si proche du champ gravitationnel massif du Soleil, il subit les effets relativistes généraux les plus importants de tous les objets connus du système solaire. Cela se traduit par une légère déviation angulaire de son orbite elliptique au cours du temps, un mouvement appelé précession, qui se produit à environ une minute d’arc par siècle. L’observation de la précession de Mercure a intrigué les scientifiques jusqu’à ce que la théorie de la relativité générale d’Einstein explique ses ajustements orbitaux au fil du temps. La précession de 2021 PH27 est encore plus rapide que celle de Mercure.  » 2021 PH27 se rapproche tellement du Soleil que sa température de surface atteint environ 900 degrés Fahrenheit à l’approche la plus proche, suffisamment chaud pour faire fondre le plomb », a déclaré Sheppard.

Les observations futures de cet objet nous éclaireront davantage sur ses origines. Comparer 2021 PH27 à des objets en orbite au-delà de la Terre améliorera les connaissances des chercheurs sur sa composition et les matériaux qui permettent sa survie dans ces conditions extrêmes. Un objet comme 2021 PH27 subit d’énormes contraintes thermiques et internes en raison de sa proximité avec le Soleil.

Un recensement des astéroïdes à proximité et à l’intérieur de l’orbite terrestre est crucial pour identifier ceux qui pourraient potentiellement avoir un impact sur notre planète, mais sont difficiles à repérer car ils s’approchent de la Terre pendant la journée. Ces types d’astéroïdes ne sont pas facilement détectés par la plupart des enquêtes, qui observent généralement la nuit. L’astéroïde passera bientôt derrière le Soleil et sera inobservable depuis la Terre jusqu’au début de l’année prochaine, date à laquelle les observateurs pourront affiner son orbite avec la précision nécessaire pour lui donner un nom officiel.

Un gif montrant la découverte de l’astéroïde 2021 PH27, que Scott S. Sheppard de Carnegie a trouvé dans des images du crépuscule du soir prises par Ian Dell’Antonio et Shenming Fu de l’Université Brown. Crédit : Découvert par Scott S. Sheppard. Images prises par Ian Dell’Antonio et Shenming Fu

La seule méthode efficace pour repérer les astéroïdes qui se déplacent autour du Soleil sur des orbites plus proches que celles de la Terre est de prendre des images au coucher ou au lever du Soleil, ce que Dell’Antonio et Fu ont fait avec la caméra à énergie noire sur le Blanco 4 mètres de la National Science Foundation. télescope au Chili. Leur recherche principale fait partie du Local Volume Complete Cluster Survey, qui observe la plupart des amas de galaxies massifs de l’univers voisin avec des détails accrus. En collaboration avec Sheppard, Dell’Antonio et Fu sont passés de la focalisation sur certains des objets les plus éloignés de l’univers à certains des objets les plus proches, utilisant les premières minutes du crépuscule du 13 août pour prendre des images dans lesquelles Sheppard a pu trouver 2021 PH27 quelques heures plus tard.

« Parce que l’objet était déjà dans l’éblouissement du Soleil et se dirigeait davantage vers lui, il était impératif que nous déterminions l’orbite de l’objet avant qu’il ne soit perdu derrière notre étoile centrale », a expliqué Dave Tholen de l’Université d’Hawaï, qui a mesuré le mouvement rapide position de l’astéroïde dans le ciel et prédit où ce serait la nuit suivant la découverte initiale. « J’ai supposé que pour qu’un astéroïde de cette taille reste caché aussi longtemps, il doit avoir une orbite qui le maintient si près du Soleil qu’il est difficile à détecter depuis la position de la Terre. »

Des images supplémentaires ont été obtenues la nuit suivante à l’aide des télescopes Magellan de l’observatoire Carnegie de Las Campanas au Chili, ainsi qu’à nouveau avec le télescope Blanco de 4 mètres de la NSF. Une troisième nuit d’observations de suivi a été nécessaire pour déterminer l’orbite du nouvel astéroïde avant qu’il ne soit perdu, mais le temps nuageux au Chili a suscité un voyage autour du monde jusqu’en Afrique du Sud grâce à l’activation du vaste réseau de l’Observatoire de Las Cumbres de 1- télescopes de mètres.

« Bien que le temps du télescope soit très précieux, la nature internationale et l’amour de l’inconnu rendent les astronomes très disposés à passer outre leur propre science et observations pour suivre de nouvelles découvertes intéressantes comme celle-ci », a déclaré Sheppard. « Nous sommes très reconnaissants envers tous nos collaborateurs qui nous ont permis d’agir rapidement sur cette découverte. »

Université de ChicagoAlex Drlica-Wagner, Clara Martinez-Vazquez de NOIRLab, Sidney Mau de l’Université de Stanford et Luidhy Santana-Silva de l’Universidade Cruzeiro do Sul ont interrompu leurs première et deuxième nuits en utilisant la caméra à énergie noire pour observer l’astéroïde. université de PrincetonScott Carlsten, Rachael Beaton (boursière postdoctorale de Carnegie-Princeton) et Jenny Greene ont joué un rôle déterminant dans les images de suivi de la deuxième nuit de Las Campanas et lors de la troisième nuit, Cristobal Sifon et Camila Aro-Bunster de la Pontificia Universidad Catolica de Valparaiso ont été retardées le début de leur programme d’observation Magellan pour imager l’objet à travers quelques nuages ​​qui passent. Marco Micheli du Centre d’observation de la Terre de l’Agence spatiale européenne a coordonné l’utilisation du réseau de l’Observatoire de Las Cumbres.