vignette|L'astéroïde géocroiseur (4179) Toutatis est considéré comme un objet potentiellement dangereux. Un objet géocroiseur (ou NEO, de l'anglais ) est un astéroïde ou une comète du Système solaire que son orbite autour du Soleil amène à faible distance de l'orbite terrestre, et donc potentiellement à proximité de la Terre. Compte tenu de leur masse et de leur vitesse, les objets géocroiseurs peuvent entraîner une catastrophe humaine majeure, éventuellement planétaire, même si la probabilité d'un tel impact est extrêmement faible.
La menace constituée par ces objets célestes a commencé à être prise en compte aux États-Unis à la fin des années 1990. Des campagnes d'observation menées à l'aide de télescopes basés sur Terre sont menées depuis cette époque. Par ailleurs la NASA développe deux missions spatiales chargées de limiter le risque : NEO Surveyor est un observatoire spatial consacré pour la première fois à la détection de ces objets (date de lancement vers 2025) tandis que DART (lancement en 2021) a testé le la méthode de l'impacteur pour dévier un astéroïde d'une trajectoire de collision avec la Terre.
Les programmes d'observation détectent chaque année plus de objets géocroiseurs : en , le nombre total de ces objets atteignait le chiffre de dont une centaine de comètes (NEC, ), le solde étant constitué d'astéroïdes géocroiseurs (NEA, ). Le recensement des objets les plus gros (plus d'un kilomètre de diamètre) est pratiquement achevé, mais seulement 40 % des astéroïdes de plus de ont été découverts.
Définition
En dehors du Soleil, le Système solaire est pour l'essentiel de sa masse composé de planètes (et des satellites de ces dernières) dont les orbites autour du Soleil sont stables sur de longues échelles de temps et ont une forme quasi circulaire tout en étant très éloignées les unes des autres. Il existe également de nombreux autres petits corps qui, pour différentes raisons, ne se sont pas agglomérés au moment de la formation du Système solaire. Ce sont, d'une part, les astéroïdes et, d'autre part, les comètes. Ces objets circulent principalement dans la ceinture d'astéroïdes entre Mars et Jupiter ou au-delà des planètes externes du Système solaire dans la ceinture de Kuiper. Ils sont très nombreux : il y a, par exemple, plus d'un million d'astéroïdes de plus d'un kilomètre de diamètre dans la ceinture d'astéroïdes. L'orbite de ces corps n'est souvent pas stable à long terme : elle est perturbée par l'influence gravitationnelle des planètes, en particulier par Jupiter, ou bien les collisions peuvent les chasser de la région de l'espace où elles circulent. L'orbite résultant de ces perturbations peut venir couper l'orbite de la Terre ou s'en approcher fortement et ainsi présenter un risque de collision. Les corps dont le périgée se situe à moins de (UA) du Soleil (l'orbite de la Terre est éloigné de du Soleil soit de kilomètres) sont considérés comme des objets géocroiseurs, c'est-à-dire susceptibles d'impacter la Terre à un horizon plus ou moins lointain. Les corps qui passent à moins de de kilomètres de la Terre (= ) et ont un diamètre supérieur à présentent un risque accru (probabilité d'impact et conséquences de l'impact) : ils sont désignés comme des objets potentiellement dangereux (ou PHO, de l'anglais ) et font l'objet à ce titre d'un suivi plus rapproché..
Le terme géocroiseur a été créé par Alain Maury..
Astéroïdes géocroiseurs
vignette|Orbites des différentes familles d'astéroïdes constituant une menace pour la Terre : les géocroiseurs des familles Apollon et Aton (représentées en rouge) coupant l'orbite de la Terre (bleu foncé) et les géofrôleurs des familles Amor et Atira (vert).
Les astéroïdes géocroiseurs sont généralement des corps célestes qui à l'origine circulaient dans la ceinture d'astéroïdes et qui en ont été chassés il y a au plus quelques millions d'années, sous l'effet soit de phénomènes d'attraction, soit de la résonance orbitale avec Jupiter, soit de collisions avec d'autres astéroïdes. Les astéroïdes représentent l'écrasante majorité des objets géocroiseurs. Ils sont regroupés dans quatre familles définies par leurs caractéristiques orbitales − périhélie (p), aphélie (a) et rayon orbital moyen (R) : les astéroïdes Amor évoluent toujours à l'extérieur de l'orbite terrestre, mais leur périhélie se situe à l'intérieur de celui de Mars : , ; les astéroïdes Apollon circulent la plupart du temps à l'extérieur de l'orbite de la Terre, mais y entrent régulièrement pour atteindre leur périhélie : , ; les astéroïdes Aten restent la plupart du temps à l'intérieur de l'orbite de la Terre, mais la dépassent régulièrement pour atteindre leur aphélie : , ; les astéroïdes Atira évoluent toujours à l'intérieur de l'orbite terrestre : , .
La composition des astéroïdes géocroiseurs reflète celle des objets de la ceinture d’astéroïdes. On y trouve donc des objets célestes très différents. La catégorie principale (75 %) est constituée par des astéroïdes de type C qui sont des chondrites carbonées, sombres. Les astéroïdes de type S (17 %) sont riches en silicate, fer, nickel et magnésium et sont plus brillants. Les astéroïdes de type M (quelques pourcents) sont métalliques (alliages fer-nickel). Un astéroïde peut être une pile de débris à la structure poreuse, peu dense. Les conséquences d'une collision avec la Terre dépendent en partie de la nature de l'astéroïde (les autres facteurs étant sa vitesse et son diamètre). Si celui-ci est métallique, il est probable qu'il ne se fragmentera pas durant la rentrée atmosphérique et les dégâts seront beaucoup plus importants que s'il est constitué d'une pile de débris (à diamètre identique)..
Comètes Les comètes sont des corps célestes composés en grande partie de glace d'eau qui circulent sur des orbites très allongées, car elles proviennent soit de la ceinture de Kuiper, soit du nuage de Oort. Du fait de leur orbite, leurs passages près du Soleil sont très espacés dans le temps. Certaines comètes s'approchent suffisamment de la Terre pour constituer une menace potentielle. Le Center for Near Earth Object Studies de la NASA range dans la catégorie des géocroiseurs les comètes dont le périhélie (p) (le point de leur orbite le plus proche du Soleil) est situé à moins de du Soleil et dont la période est suffisamment courte (inférieure à ) pour qu'un rapprochement avec la Terre à l'échelle historique soit statistiquement plausible.. Les comètes constituent un sous-ensemble très réduit des objets géocroiseurs. Environ entrant dans la catégorie des géocroiseurs avaient été recensées en 2019.
Dénombrement Bilan en 2019 Géocroiseurs détectés par catégorie (toutes tailles confondues) (maj le 25/9/2019.)
Courant 2019 les observations effectuées avec des télescopes terrestres ou spatiaux n'ont permis de découvrir qu'une très faible proportion des géocroiseurs d'une taille supérieure à ( sur environ un million soit 1,6 %) et des géocroiseurs de plus de de diamètre (environ sur soit 31 %). Au , le CNEOS, division du Jet Propulsion Laboratory, chargé de centraliser l'ensemble des découvertes, avait recensé, toutes tailles confondues, les nombres suivants d'objets géocroiseurs : 120 comètes géocroiseurs, 20 astéroïdes géocroiseurs de type Atira, géocroiseurs de type Aten, géocroiseurs de type Apollon, géocroiseurs de type Amor, soit un total de géocroiseurs. Parmi les astéroïdes géocroiseurs, 900 ont un diamètre d'au moins un kilomètre, et un diamètre supérieur ou égal à .
Les astéroïdes géocroiseurs qui passent à faible proximité de la Terre font l'objet d'un suivi rapproché, car ils constituent une menace plus importante. Ils sont classés objet potentiellement dangereux (ou PHO, de l'anglais ). Par convention les PHO sont les astéroïdes qui passent à une distance inférieure ou égale à (soit à de la Terre) et dont le diamètre est d'au moins .. Le il y avait classés comme potentiellement dangereux par la NASA.
Évolution Le dénombrement des astéroïdes géocroiseurs s'est accéléré en 1998, avec le lancement par la NASA d'un programme de recherche systématique. Depuis, les découvertes annuelles n'ont cessé d'augmenter : environ 200 en 1998, 500 en 2002, en 2012, en 2014, en 2017, en 2019, et un nouveau record () en 2020. Au total, plus de géocroiseurs ont ainsi été découverts depuis 1998..
Parmi les astéroïdes géocroiseurs découverts en 2020, au moins 107 sont passés près de la Terre à une distance inférieure à celle de la Lune. Il s'agit notamment du minuscule astéroïde 2020 QG, qui est passé à peine à au-dessus de l'océan Indien en août (alors le passage le plus proche jamais enregistré) et de 2020 VT4 trois mois plus tard, passé à moins de (nouveau record) et seulement repéré après son passage.
Risque de collision avec la Terre
Un bombardement continu mais rarement dangereux
Chaque jour une centaine de tonnes de matériaux venant de l'espace frappent la Terre. Les plus petites particules sont, pour la plupart, la fine poussière qui s'est échappée des comètes lorsqu'elles dégazent en passant près du Soleil. Les objets de taille plus importante, qui atteignent la surface de la Terre, sont des fragments produits par la collision entre des astéroïdes qui se sont produites il y a très longtemps (à l'échelle humaine). À un intervalle moyen de , un astéroïde rocheux ou métallique d'un diamètre supérieur à frappe la surface de la Terre en provoquant une catastrophe naturelle de grande ampleur, ou en générant un tsunami qui vient inonder les zones côtières. À un intervalle de quelques centaines de milliers d'années, un astéroïde d'un diamètre supérieur à un kilomètre déclenche une catastrophe planétaire. Dans ce cas, les débris produits par l'impact se répandent dans toute l'atmosphère terrestre. Les pluies acides, les incendies provoqués par la catastrophe et l'obscurité générée par les épais nuages peuvent plonger la Terre dans un « hiver nucléaire » en interrompant la photosynthèse sur de longues périodes..
Impacts remarquables vignette|L'impact d'un astéroïde de quelques kilomètres de diamètre dégage une énergie équivalente à celle de plusieurs millions de bombes atomiques.
Par le passé, plusieurs objets géocroiseurs de grande taille sont entrés en collision avec la Terre et ont fortement marqué l'histoire de notre planète. En 2014, on avait identifié environ à la surface de la Terre. Certains de ces impacts sont plus connus parce qu'ils ont laissé un témoignage au sol spectaculaire, ou ont eu un impact très fort sur l'évolution du vivant, ou encore parce qu'ils se sont produits à l'époque moderne : Le plus connu, qui subsiste à l'état de trace, est le cratère de Chicxulub ( de diamètre situé au Mexique), provoqué par l'impact d'un objet de plus de de diamètre il y a d'années. La catastrophe résultante serait à l'origine de l'extinction massive du Crétacé Tertiaire qui a entraîné la disparition d'une grande partie des espèces animales dont les dinosaures.. Meteor Crater ( de diamètre), situé aux États-Unis, résulte de l'impact d'un astéroïde de de diamètre qui s'est écrasé il y a . À l'époque moderne l'événement de la Toungouska qui s'est produit en Sibérie en 1908 est attribué à l'explosion à haute altitude d'un astéroïde, ou d'un morceau de comète, d'une taille comprise entre 50 et . de forêt ont été détruits par ce phénomène qui s'est déroulé au-dessus d'une région inhabitée.. Plus récemment le superbolide de Tcheliabinsk, un astéroïde d'environ de diamètre circulant à une vitesse de , s'est pratiquement complètement désintégré dans le ciel au-dessus de la ville éponyme en Sibérie en 2013. Environ ont été blessées par les éclats de vitre brisées par les explosions..
La mesure du risque de collision