L'effet Yarkovsky, la dernière incertitude
Un astéroïde chauffé par le Soleil réémet de la chaleur, et cette réémission exerce une poussée. Minuscule, mais permanente. C'est l'effet Yarkovsky, et c'est la raison pour laquelle l'exclusion de risque publiée en 2021 est bornée à cent ans.
Le principe
Un astéroïde exposé au Soleil chauffe du côté éclairé. Comme il tourne sur lui-même, la face chauffée se retrouve peu à peu du côté nuit, où elle réémet cette chaleur sous forme de rayonnement infrarouge.
Or un rayonnement émis transporte une quantité de mouvement. Cette réémission exerce donc une poussée sur l'objet, orientée à l'opposé de la face qui rayonne le plus. Comme la rotation décale systématiquement la face la plus chaude par rapport à la direction du Soleil, la poussée n'est pas symétrique : elle ne s'annule pas, elle s'accumule.
C'est l'effet Yarkovsky. Son intensité est dérisoire, sans commune mesure avec l'attraction gravitationnelle du Soleil. Mais il agit en permanence, dans la même direction, pendant des millions d'années. Sur un objet de quelques centaines de mètres, il suffit à déplacer significativement l'orbite.
Pourquoi il est difficile à prédire pour Apophis
L'amplitude et la direction de la poussée dépendent de trois choses : la façon dont l'objet tourne, les propriétés thermiques de sa surface, et sa masse.
Sur Apophis, aucune des trois n'est parfaitement contrainte.
La rotation est complexe. L'astéroïde ne tourne pas autour d'un axe fixe, il bascule, comme l'explique la page consacrée à la rotation. La façon dont il présente ses faces au Soleil au fil du temps est donc elle-même difficile à modéliser.
Les propriétés thermiques de la surface sont mal connues. L'inertie thermique mesurée s'étend de 50 à 500 J/m²/s^0,5/K, une fourchette large qui traduit une méconnaissance du régolithe.
La masse dépend de la densité, donc de la structure interne, qui reste inconnue. Or à poussée égale, un objet plus léger est plus déplacé.
Pourquoi cela borne l'exclusion à cent ans
C'est le lien qu'il faut retenir de cette page.
Sur un siècle, les incertitudes liées à l'effet Yarkovsky restent assez petites pour que la position d'Apophis soit calculable avec une marge confortable, et c'est ce qui permet à la NASA d'exclure tout impact sur cette fenêtre. Au-delà, elles s'accumulent au point que l'extrapolation perd sa valeur.
Il faut lire cette limite correctement. « Non calculable au-delà d'un siècle » ne veut pas dire « risque au-delà d'un siècle ». Cela veut dire que l'affirmation ne serait plus adossée à une mesure, et le Jet Propulsion Laboratory ne publie pas d'affirmation dans ces conditions. La formulation retenue, « au moins les cent prochaines années », marque exactement cette frontière, comme le détaille le communiqué de mars 2021.
Ce que 2029 va changer
Le survol de 2029 pourrait modifier la rotation d'Apophis et remanier sa surface sous l'effet des forces de marée.
Si cela se produit, l'effet Yarkovsky lui-même s'en trouvera modifié, dans une mesure qu'il faudra remesurer après coup. C'est un point contre-intuitif et important : le passage de 2029 ne va pas améliorer notre capacité à prédire la trajectoire à très long terme, il va la compliquer. Les prédictions post-2029 devront être largement refaites.
C'est aussi pourquoi les campagnes d'observation prévues autour du survol comptent autant. Mesurer la rotation et l'état de surface avant et après le passage est le seul moyen de recalibrer le modèle.
Questions fréquentes
Ce que l'on nous demande le plus
L'effet Yarkovsky peut-il ramener un risque d'impact ?
Pas dans la fenêtre couverte par l'exclusion de 2021. Au-delà d'un siècle, son accumulation devient assez importante pour que la position d'Apophis ne soit plus prédictible avec la même confiance, ce qui n'équivaut pas à un risque identifié.
Cet effet est-il propre à Apophis ?
Non, il agit sur tous les petits corps du Système solaire. Il est simplement plus déterminant pour les objets de quelques centaines de mètres, assez petits pour que la poussée compte, assez grands pour survivre longtemps.
Sources primaires
- 01NASA JPL, Earth Is Safe From Asteroid Apophis for 100-Plus Years, 25 mars 2021
- 02JPL Small-Body Database, 99942 Apophis, paramètres physiques
Dernière mise à jour :