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Des milliers d’astéroïdes sont encore cachés. Cet outil aide à les repérer

Une visualisation des trajectoires d'astéroïdes, en vert. Crédits B612 Asteroid Institute/Université de Washington DiRAC Institute/OpenSpace Project

Des chercheurs ont développé un algorithme capable de scanner d’anciennes images astronomiques à la recherche d’astéroïdes passés inaperçus. L’objectif est d’identifier des objets qui pourraient un jour mettre la Terre en péril.

Il y a quelques jours, la Fondation B612, un groupe à but non lucratif fondé par le Dr Lu, un ancien astronaute de la NASA, révélait la découverte de plus de cent astéroïdes. En soi, une telle annonce est intéressante, mais pas remarquable. En effet, de nouveaux astéroïdes sont signalés régulièrement, que ce soit par les astronomes amateurs depuis leur arrière-cour ou par les relevés robotiques balayant le ciel nocturne. Ce qui est remarquable en revanche, c’est que B612 n’a pas construit de nouveau télescope ni même fait de nouvelles observations avec des télescopes existants.

Au lieu de cela, les chercheurs ont appliqué une puissance de calcul de pointe à des centaines de milliers d’anciennes images conservées dans les archives numériques du Laboratoire national de recherche en astronomie optique-infrarouge (ou NOIRLab) avec pour objectif de différencier les astéroïdes des milliards de points de lumière cosmique captés sur ces photos. Leur algorithme est également capable de déterminer quels points de lumière dans les images prises sur différentes nuits représentent un même astéroïde identifié plus tôt. Au final, les chercheurs ont donc développé un moyen de découvrir ce qui a déjà été vu, mais pas remarqué.

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Une vue des trajectoires d’astéroïdes à travers le Système solaire, en vert, avec l’orbite terrestre en bleu. Les orbites de Vénus et de Mars sont en rouge. Crédits : B612 Asteroid Institute/Université de Washington, DiRAC Institute/OpenSpace Project

La puissance de THOR

Seuls 40% des quelque 25 000 astéroïdes géocroiseurs d’au moins 140 mètres de diamètre du Système solaire sont aujourd’hui connus. Les 60% restants (environ 15 000 roches) jouent encore à cache-cache. Or, chacune a le potentiel de libérer une énergie équivalente à des centaines de millions de tonnes de TNT en cas de collision avec la Terre.

En règle générale, ces astéroïdes sont découverts lorsqu’une même partie du ciel est photographiée plusieurs fois au cours d’une nuit. Une bande du ciel nocturne contient de nombreux points lumineux. Et tandis que les étoiles et galaxies restent dans le même arrangement compte tenu de leur éloignement, la position des objets beaucoup plus proches a tendance à évoluer au cours d’une même nuit. Les astronomes appellent une série d’observations d’un seul objet en mouvement un « tracklet ».

Cela étant dit, de nombreux projets astronomiques enregistrent inévitablement des astéroïdes, mais seulement à des moments et à des endroits uniques. Les images de NOIRLab ont par exemple été principalement prises par le télescope Victor M. Blanco au Chili dans le cadre d’une étude de près d’un huitième du ciel nocturne pour cartographier la distribution des galaxies dans l’Univers.

Dans le cadre de ces travaux, les points de lumière supplémentaires ont été ignorés, car ce n’était pas ce que les astronomes ciblaient à l’époque. C’est là qu’intervient l’algorithme de B612, baptisé Tracklet-less Heliocentric Orbit Recovery ou THOR.

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Une mosaïque d’images d’une des 104 découvertes. Cet objet n’aurait pas pu être découvert par des moyens traditionnels. Crédits : B612 Asteroid Institute/Université de Washington DiRAC Institute/DECam

Des milliers de découvertes à venir

Le mouvement d’un astéroïde est dicté par la loi de la gravité. L’objectif de THOR est de proposer une orbite de test correspondant au point lumineux observé, en supposant une certaine distance et vitesse. Il calcule ensuite où se trouverait l’astéroïde les nuits suivantes et précédentes. Si un point lumineux apparaît dans les données, cela pourrait être le même objet. Si l’algorithme peut relier cinq ou six observations sur quelques semaines, alors c’est un candidat prometteur.

Définir des milliers d’orbites de test pour des milliers d’astéroïdes potentiels est une tâche colossale qui demanderait des années de travail en temps normal. Aujourd’hui, le cloud computing (une vaste puissance de calcul et un stockage de données distribué sur Internet) rend cela possible en temps relativement court.

Jusqu’à présent, les astronomes de B612 ont passé au crible environ un huitième des données d’un seul mois (septembre 2013) dans les archives de NOIRLab. THOR a isolé 1 354 astéroïdes possibles. Beaucoup d’entre eux étaient déjà enregistrés, mais le Minor Planet Center en a tout de même confirmé 104 comme étant de nouveaux objets.

Les archives de NOIRLab abritant sept années de données, des dizaines de milliers d’autres astéroïdes pourraient être ainsi découverts au cours de ces prochaines années.