Astéroïde 2024 YR4 : D'où viennent les astéroïdes géocroiseurs et que pouvons-nous apprendre d'eux ?

Selon la Nasa, il existe un faible risque qu'un astéroïde récemment repéré entre en collision avec la Lune. L'étude de cet astéroïde peut nous aider à comprendre le passé et l'avenir de la Terre.

Chaque année, selon la Nasa, un morceau de roche de la taille d'une voiture se précipite dans l'espace pour entrer en collision avec notre planète. Heureusement, grâce à l'atmosphère terrestre qui agit comme un bouclier naturel, au lieu de s'écraser sur le sol, l'astéroïde se consume et produit un impressionnant spectacle lumineux, traversant le ciel sous la forme d'un météore ou d'une boule de feu.

Malheureusement, d'autres astéroïdes beaucoup plus gros peuvent être beaucoup plus menaçants que divertissants. « Il existe des astéroïdes de toutes tailles », explique Michael Küppers, planétologue à l'Agence spatiale européenne (ESA). « Les plus gros, comme l'astéroïde d'environ 10 km de large qui, selon nous, a provoqué l'extinction des dinosaures, se produisent peut-être une fois tous les 100 millions d'années ».

L'astéroïde 2024 YR4, découvert en décembre 2024, a récemment fait la une des journaux du monde entier. Selon les premières estimations, il devait mesurer entre 40 et 90 mètres de large, soit plus qu'un immeuble de 12 étages. En janvier de cette année, l'ESA a calculé la trajectoire du caillou et a d'abord prédit qu'il avait 1,2 % de chances d'entrer en collision avec la Terre le 22 décembre 2032.

Il a officiellement franchi le seuil confortable de risque pour un objet géocroiseur - 1 % - et a déclenché la nécessité d'une enquête de la part de plusieurs organisations de défense planétaire, ainsi que du président et du congrès des États-Unis.

Heureusement, YR4 n'est pas assez grand pour entraîner l'extinction de notre espèce, mais il pourrait tout de même être un « tueur de villes », selon certains experts, s'il se situe dans la partie supérieure de la fourchette de taille estimée et s'il atterrit dans une zone très peuplée.

En février 2025, le risque que l'astéroïde frappe la Terre est brièvement passé à 3,1 %, soit un sur 32. Heureusement, l'humanité a réussi à éviter la panique générale et le risque a depuis été ramené à un niveau plus rassurant de 0,001 %. En avril 2025, la Nasa a publié les détails de nouvelles observations de YR4 réalisées par le télescope spatial James Webb, estimant qu'il était légèrement plus petit que ce que l'on pensait à l'origine - environ 53-67 m, soit la taille d'un immeuble de 10 étages.

Le Centre d'étude des objets proches de la Terre de la NASA a également mis à jour le risque que YR4 frappe la Lune - le 22 décembre 2032 - à 3,8 %, contre 1,7 % prévu à la fin du mois de février 2025. Même si les chances de collision avec la Lune augmentent légèrement, elles ne sont pas assez importantes pour modifier l'orbite de la Lune.

Alors, d'où vient cet astéroïde ? Et dans quelle mesure devrions-nous nous inquiéter de l'émergence d'un scénario similaire à l'avenir ?

Une ceinture lointaine

Lorsqu'il s'agit de comprendre les astéroïdes, les astronomes et les scientifiques n'ont pas encore toutes les cartes en main pour comprendre les règles de ce jeu céleste potentiellement risqué.

« D'un point de vue scientifique, les astéroïdes nous apprennent énormément de choses », déclare Alan Fitzsimmons, astronome à l'université Queens de Belfast et membre de l'un des programmes d'étude du ciel de la Nasa qui recherche et suit les objets proches de la Terre (NEO). Il s'agit d'astéroïdes dont l'orbite les amène à moins de 195 millions de km du Soleil.

« Tous les astéroïdes que nous détectons sont généralement des fragments d'un corps beaucoup plus grand qui s'est formé à la naissance de notre système solaire », explique M. Fitzsimmons. « L'étude de leur composition chimique nous donne une idée des conditions qui régnaient dans le système solaire initial et de son évolution dynamique, qui s'est étalée sur 4,6 milliards d'années ».

Ces anciens vestiges rocheux sont parfois appelés « planètes mineures ». Souvent irrégulières et cratérisées, elles peuvent aussi être sphériques. Elles peuvent tourner lentement, rapidement ou en culbutant. Généralement solitaires, ils peuvent parfois être trouvés par paires (astéroïdes binaires ou doubles) et certains ont même leur propre lune. Le site web du Jet Propulsion Laboratory de la Nasa tient compte de leur nombre et, au dernier recensement, il y en avait plus de 1,4 million dans notre système solaire. La majorité d'entre eux sont situés dans la ceinture d'astéroïdes entre Mars et Jupiter, mais des millions d'autres sont trop petits pour être détectés.

La plupart du temps, ces astéroïdes restent confinés dans la ceinture interplanétaire par le champ gravitationnel de Jupiter, incapables de se regrouper en un corps plus grand. Mais il arrive qu'un autre astéroïde ou l'influence de la gravité de Jupiter pousse certains d'entre eux sur une autre orbite autour du Soleil, en direction du système solaire interne.

Indices célestes

Une fois qu'un astéroïde a été éjecté de sa trajectoire habituelle et qu'il se dirige potentiellement vers nous, le premier défi consiste à le détecter.

« Dans un télescope, un astéroïde ne ressemble qu'à un point lumineux contre d'autres points lumineux qui sont des étoiles, sauf qu'il se déplace », explique Kelly Fast, responsable par intérim de la défense planétaire à la Nasa, "et qu'il reflète la lumière du soleil".

Plus l'astéroïde est lumineux, plus il est gros. Mais sa couleur influe également sur la luminosité : un petit astéroïde blanc peut refléter plus de lumière qu'un astéroïde sombre beaucoup plus grand. Il ne s'agit pas d'une science exacte, c'est pourquoi la taille de YR4 a d'abord été estimée à 40-90 m de large. Plus nous aurons d'informations, plus ce chiffre deviendra précis.

« Une équipe de la Nasa et une équipe de l'ESA utiliseront le télescope spatial James Webb pour observer YR4 dans l'infrarouge », explique Mme Fast. Ces mesures des émissions thermiques d'un astéroïde « peuvent être utiles pour déterminer la taille de l'astéroïde », ajoute-t-elle.

Comme la plupart des astéroïdes, YR4 provient de la ceinture d'astéroïdes. « Il est difficile de dire de quelle partie de la ceinture il s'agit », explique Mme Fitzsimmons. « L'un des indices dont nous disposons est un spectre de sa surface. En examinant l'intensité de la lumière émise sur une gamme de longueurs d'onde, il est possible d'identifier des matériaux spécifiques à la surface de l'astéroïde. « YR4 est un astéroïde rocheux pauvre en éléments légers tels que le carbone, ce qui nous indique qu'il provient probablement de la ceinture d'astéroïdes intérieure », explique M. Fitzsimmons. « Mais nous ne savons pas exactement où, et nous ne le saurons peut-être jamais ».

Les astéroïdes ne sont pas tous identiques non plus. « Il y a différentes populations », explique M. Fast. « Certains sont pierreux, d'autres sont carbonés et d'autres encore ont un contenu métallique qui dépend des corps parents dont ils sont issus ».

S'il existe des types d'astéroïdes rares, plus de trois sur quatre sont carbonés, ou de type C, et contiennent du carbone, ce qui leur donne l'aspect noir du charbon. Les autres sont principalement des astéroïdes de type S ou siliceux - un mélange de cristaux de métal et de silicate - ou des astéroïdes métalliques ou de type M, qui contiennent principalement du fer et du nickel.

Un astéroïde intéresse particulièrement les scientifiques : il s'agit d'un gros caillou riche en métaux, de la forme d'une pomme de terre, qui habite la principale ceinture d'astéroïdes du système solaire. On pense que cet astéroïde pourrait contenir jusqu'à 95 % de nickel et de fer, ce qui est similaire au noyau de la Terre. Son étude nous permettra donc de mieux comprendre comment notre planète s'est formée. La mission Psyche de la Nasa est actuellement en route vers cet astéroïde et devrait arriver en août 2029.

En termes de teneur en métaux, les astéroïdes tels que Psyche 16 sont aussi potentiellement extrêmement précieux - on pense qu'ils contiennent des ressources d'une valeur d'environ 10 quadrillions de dollars américains (7,8 quadrillions de livres sterling). À l'avenir, si l'exploitation minière des astéroïdes devenait nécessaire et économiquement et techniquement réalisable, on pense que ces astéroïdes pourraient fournir une abondance de ressources.

La connaissance de la composition d'un astéroïde est également essentielle pour des raisons de défense. Un astéroïde riche en fer, par exemple, causerait plus de dégâts lors d'un impact qu'un astéroïde carboné, car il est plus dense, a une masse plus importante et aurait plus d'énergie s'il s'écrasait sur une lune ou une planète. La lune de la Terre, comme on peut le voir, est parsemée de cratères d'impact d'astéroïdes, car elle ne possède qu'une fine atmosphère, ou exosphère, qui ne peut la protéger. Bien qu'il soit peu probable que la Terre soit touchée par un astéroïde YR4, il y a tout de même 1,7 % de chances qu'il frappe notre Lune.

L'ampleur des dégâts dépend également de la structure de l'astéroïde. « La plupart des astéroïdes de moins de 10 km de diamètre sont presque tous des objets solides fortement fracturés ou des amas de roches - de petits fragments d'astéroïdes regroupés principalement par la gravité. »

Cela signifie-t-il qu'un astéroïde en forme de tas de ferraille aurait plus de chances de se consumer dans l'atmosphère et serait donc moins dangereux ? « Malheureusement non », répond M. Fitzsimmons. « Si un astéroïde frappe la Terre à une vitesse de 17 km par seconde, il reste moins de 10 secondes dans l'atmosphère avant d'atteindre le point d'impact ».

Si l'atmosphère terrestre agit comme une barrière protectrice, elle n'empêche pas tous les dégâts. « Un objet de la taille de YR4 n'arriverait probablement qu'à quelques kilomètres au-dessus de la surface de la Terre. Il perdrait son énergie et exploserait en altitude.

Il n'y aurait pas de cratère, mais une explosion aérienne qui pourrait être tout aussi dévastatrice que si elle touchait le sol », explique M. Fitzsimmons.

Pour l'instant, nous ne savons pas si YR4 est un objet solide ou s'il s'agit d'un amas de roches, mais une explosion aérienne aurait pu être importante, compte tenu de ce qui s'est passé en 2013. Une boule de feu - c'est ainsi que l'on appelle un astéroïde lorsqu'il pénètre dans l'atmosphère terrestre - a explosé à environ 22,5 km au-dessus de la ville de Chelyabinsk, en Russie. Des témoins oculaires ont décrit la lumière comme étant plus brillante que le soleil. L'onde de choc de l'explosion a endommagé plus de 4 000 bâtiments et blessé 1 200 personnes.

« L'astéroïde mesurait environ 20 m », explique M. Küppers. « C'est peut-être la taille limite à partir de laquelle on commence à s'inquiéter s'il touche des zones habitées ».

Par coïncidence, le jour de l'événement de Tcheliabinsk, un comité des Nations unies se réunissait à Vienne pour discuter de la défense de la Terre contre de futurs impacts d'astéroïdes. Cette réunion a débouché sur la création du Réseau international d'alerte aux astéroïdes, présidé par la NASA, et d'un groupe consultatif pour la planification des missions spatiales, qui permet aux agences spatiales du monde entier de collaborer.

Heureusement, un certain nombre de missions ont déjà étudié les astéroïdes, à commencer par Galileo qui a survolé deux astéroïdes au début des années 1990.

En 2000, la sonde Near Shoemaker de la NASA est devenue le premier engin spatial à se mettre en orbite autour d'un astéroïde, Eros, et, un an plus tard, à se poser sur l'un d'eux. La mission japonaise Huyabusa 2 a visité l'astéroïde de type C 162173 Ryugu en 2018 et 2019 et a même renvoyé un échantillon sur Terre dans un conteneur hermétiquement fermé en 2005.

La mission américaine OSIRIS-REx (Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification and Security-Regolith Explorer) a collecté des poussières et des roches de l'astéroïde Bennu et les a ramenées sur Terre en 2023.

Au début de l'année, les premières analyses approfondies des minéraux et des molécules des échantillons ont été publiées. Elle a notamment permis de découvrir 14 des 20 acides aminés utilisés par la vie pour fabriquer des protéines sur Terre. La sonde, rebaptisée OSIRIS-APEX, est maintenant en route pour explorer l'astéroïde Apophis.

Toutes ces missions, et bien d'autres encore, ont permis aux scientifiques d'étudier la composition et la taille des particules de plusieurs astéroïdes, ainsi que les propriétés magnétiques d'échantillons afin de mieux comprendre les débuts du champ magnétique du système solaire. Mais il existe une autre raison d'étudier les astéroïdes, mise en évidence par les inquiétudes suscitées par YR4 : la protection de notre planète.

En 2022, la mission Dart (Double Asteroid Redirection Test) de la Nasa s'est délibérément dirigée vers un système d'astéroïdes binaires inoffensif - du point de vue de la Terre - composé de l'astéroïde Didymos (780 m) et de son petit astéroïde ou lune en orbite, Dimorphos (160 m). Le vaisseau spatial s'est utilisé comme un impacteur cinétique, visant Dimorphos à une vitesse d'environ 22 530 km à l'heure. Il s'agissait du premier essai de la Nasa visant à déterminer si elle pouvait dévier la trajectoire d'un astéroïde, et il a été couronné de succès. Après l'impact, l'orbite de Dimorphos a été modifiée. Cela signifie-t-il qu'à l'avenir, les missions de la Nasa concernant les astéroïdes se concentreront sur la défense de la planète plutôt que sur la compréhension de la science ?

Nous sommes très intéressés par les deux », répond M. Fast, "et il s'agit d'un très bon partenariat". Le bureau de coordination de la défense planétaire de la Nasa se trouve à l'intérieur de la division des sciences planétaires, car la science des astéroïdes y est très impliquée. Nous voulons protéger la planète, mais nous voulons aussi étudier ces étonnants vestiges de la formation du système solaire, à la fois pour comprendre l'histoire du système solaire et pour voir quels pourraient être les effets en cas d'impact, ou si nous devions en dévier un dans l'espace ».

* Cet article a été publié pour la première fois le 14 mars 2025. Il a été mis à jour le 4 avril 2025 pour inclure de nouvelles estimations de la taille et de la trajectoire de l'astéroïde 2024 YR4.