Avec Georges Attard nous passons nuit après nuit à regarder en temps réel ce que les télescopes de MAP découvrent. Le nombre de découvertes est assez aléatoire, dépendant évidemment de la qualité du ciel (nuages), de la présence de la lune, et juste… de la chance, ou pas. Nous nous intéressons uniquement aux astéroïdes géocroiseurs et aux comètes mais découvrons fréquemment d'autres objets à l'orbite plus classique.
Le début de l’année à San Pedro n’est jamais très bon, et cette année 2023, il n'a pas été bon du tout. Entre 2023 BG5 découvert le 26 Janvier et 2023DQ un « PHA » (potentially hazardous asteroid) découvert le 23 Février, nous avons passé pratiquement un mois, soit à ne rien faire parce que le ciel était complétement couvert, soit avec une lune très brillante, soit partiellement couvert ou à observer et ne rien découvrir. Le désert, calme plat, le sentiment que, alors que les autres équipes continuaient à découvrir astéroïde sur astéroïde, la chance nous avait abandonné. Puis ensuite, le 26 nous avons découvert 2023 DV et 2023DW, et le 27, 3 nouveaux astéroïdes, 2023DX, 2023DN1 et 2023 DT1.
Après autant de nuits bredouilles, ces découvertes nous ont un peu remonté le moral.
Quand tout se passe bien, le travail de l'observateur consiste à regarder périodiquement dans la nuit ce que le programme de contrôle détecte et de juger si l'objet est réel, et/ou intéressant. Les observations se déroulent de manière automatique (via le programme Prism), la détection est assurée par le programme Tycho Tracker qui tourne sur des PC équipés de puissantes cartes graphiques (GPU), et la vérification se fait via le programme de contrôle écrit par Georges et qui permet de décider ce qu'il faut faire en fonction des détections. L'autre travail consiste également à déplanter le système lorsque un des programmes ou un des télescopes ou un des PC est bloqué (c'est rare mais ça arrive).
Voici ce qui est apparu sur l'écran lors de la découverte de 2023 DW :
Pour décrire rapidement cette image (copie de l'écran du tableau de contrôle écrit par Georges), en haut on voit que Tycho a décrit l'objet comme ayant une forte probabilité d'être réel (le "high" écrit en vert), ensuite la version locale du programme digest2 nous dit qu'il a 100% de chances d'être un géocroiseur, ensuite le programme findorb calcule une orbite possible qui indique tout de même que le demi grand axe "a" est inférieur à celui de la Terre (ce qui s'est avéré), et que la distance minimale d'intersection à la Terre (le MOID, voir plus bas) est très faible. Il se déplaçait à 9.29" par minute (ce qui fait 3.7 degrés par jour, soit en gros 7 fois le diamètre de la lune dans le ciel). En bas, les mesures astrométriques que nous avons envoyées au Minor Planet Center. Il était situé dans la constellation du Sextant.
La technique du suivi synthétique consiste à prendre plusieurs images à court temps de pose (pendant lequel le mouvement de l'astéroïde dans le ciel est très faible), et à recentrer ces poses sur le mouvement de l'astéroïde. Sauf que... lorsque l'on cherche à découvrir un astéroïde nouveau, on ne possède aucune information sur son mouvement (angle et vitesse). La technique consiste alors à utiliser un PC équipé d'une carte GPU (graphics processing unit) qui permet de multiplier la vitesse d'un ordinateur par un facteur proche de 100 et de tester une grande quantité de mouvement et de vitesse (dans notre cas nous réalisons en temps réel 30000 additions de 36 images posées 30 secondes chacune). S'il y a dans le champ un astéroïde, l'addition réalisée avec la bonne vitesse et le bon angle le met en évidence facilement. Cette technique a été "inventée" indépendamment par l'équipe du professeur Michael Shao (du JPL / NASA) et par Daniel Parrott aux Etats Unis et nous avons été parmi les premiers à l'utiliser de façon intensive
En règle générale, lorsque le logiciel tycho-tracker détecte un astéroïde, il nous dit s’il est connu (donc présent dans le fichier mpcorb.dat qui contient 1.3 millions d’orbites d’astéroïdes déjà observés) ou inconnu. Il existe un programme informatique, qui s’appelle digest2, que Georges a recompilé dans notre programme d’inspection qui nous donne en temps réel la probabilité que l’astéroïde soit un géocroiseur. Dans le cas de 2023 DW la probabilité était de 100%, donc c’était un géocroiseur. Dans ce cas, après les vérifications d’usage ( qu’il n’est pas déjà sur la NEOCP, que ce n’est pas un satellite artificiel), s’il est assez évident, ce qui était le cas, nous l’envoyons directement sur la NEOCP, puis nous envoyons une demande de confirmation sur notre télescope de 50cm. S'il est faiblement visible, nous envoyons d’abord la confirmation sur le télescope de 50cm, et si elle sort positive (i.e. l’astéroïde est également visible sur l’image du 50cm confirmant que l'objet est réel), nous envoyons la première observation, puis, une fois publiée, la seconde. Donc au départ, Georges a envoyé des observations faites avec le RASA numéro2, sous l’appellation 3BP2721, puis une autre série obtenue un peu plus tard dans la nuit avec le télescope de 50cm.
Une fois placé sur la NEOCP, il est accessible à tous les observateurs, qui peuvent décider de le suivre et contribuer ainsi à l'amélioration de l'orbite.
3BP2721 peut se traduire comme le premier astéroïde découvert sur les images en binning 2, du 7ème champ, pris par le second télescope, le 26 Mars 2023. Donc de gauche à droite, 3, de 202-"3" (troisième année de notre survey), B pour le mois de février (A c'était Janvier, C sera Mars, D Avril, etc...) et P, le premier jour du mois est 1, le 9ème 9, le 10ème A, le 11ème B, et donc le 26 ème P (calculez vous même). Le 2 pour le numéro du télescope, 7 le 7ème champ fait dans la nuit, 2 pour binning 2, et 1 parce que c'était le seul dans ce champ.
Les 2 RASA actuels
Le télescope de confirmation de 50cm, dont le sigle est OVTLN (Observatoire de Validation et Tracking Local des Neos)
Puis éventuellement dans la même nuit, sinon les nuits suivantes, nous continuons si possible de le suivre, et d’autres observateurs prennent le relais. Au fur et à mesure que les observations astrométriques s’accumulent, les éléments orbitaux convergent vers la valeur correcte, et finalement, quelques jours plus tard, le Minor Planet Center publie une circulaire donnant par la même une désignation provisoire pour l’astéroïde (donc dans ce cas-là 3BP2721 est devenu 2023 DW). Par la suite, tant que l’astéroïde est observable, d’autres observateurs, ou d’autres surveys vont publier d’autres observations, améliorant au fur et à mesure la qualité des paramètres orbitaux. Souvent d’ailleurs, l’astéroïde passant près de la Terre, sa vitesse augmente énormément, et il passe dans l’hémisphère nord et nous ne pouvons plus le suivre, ou, autre cas, il passe à l’intérieur de l’orbite terrestre et donc n’est plus observable qu’en plein jour, donc invisible. On peut voir d’une part les éléments orbitaux et les observations de 2023 DW s’accumuler sur la page suivante.
En règle générale, si l'astéroïde est à une déclinaison faiblement négative (nous n'observons que dans la partie sud du ciel) il est suivi par de nombreux observateurs vivant dans l'hémisphère nord. S'il est très au sud, la situation est plus compliquée vu qu'il y a beaucoup moins d'observateurs bien équipés dans l'hémisphère sud. Généralement des observateurs dont le télescope est situé au Chili (l'observatoire de Cerro Tololo), en Namibie (Hakos), en Australie et en Nouvelle Zélande (Mount John)
Nous suivons un peu nos découvertes de temps à autres, et je mets à jour notre page de découvertes pour maintenir à jour la liste de nos découvertes, nous avons vu que nos 6 derniers astéroïdes étaient 5 astéroïdes Apollo, dont deux PHA, et un astéroïde de type Aten dénommé 2023 DW, ils avaient bien été suivis et nous sommes passé à autre chose.
Pendant ce temps, et indépendamment de nous, les données sont traitées par des programmes robotiques qui regardent l’évolution à long terme des orbites et les approches possibles à la Terre.
C’est ainsi que la NASA et l’ESA maintiennent une page issue de leurs calculs et qui donne la probabilité d’impact pour les astéroïdes qui pourraient éventuellement rentrer en collision avec la Terre. Et nous retrouvons notre caillou 2023 DW en tête de gondole avec un impact possible le 14 Février 2046 (drôle de Saint Valentin).
Image obtenue à partir de l'animation sur le site du JPL. Le 14 Février 2046 l'astéroïde est superposé avec la Terre.
Il faut comprendre plusieurs choses :
- Comme toute mesure physique, la mesure de position d’un astéroïde à un temps donné possède une certaine incertitude. Dans le meilleur des cas, avec l’instrumentation actuelle, l’erreur est entre 0.1 et 0.5 seconde d’arc (la seconde d’arc est un degré/3600). A la distance (arrondie) de la lune, 400000km, 0.1’’ équivaut à en gros 200m. Pour info, le degré s'écrit "°", le 60ème de degré est ce que l'on appelle une minute d'arc et s'écrit avec une apostrophe " ' " et la seconde d'arc, qui est un 60ème de minute d'arc, ou un 3600ème de degré s'écrit avec un guillemet ( " " "). Donc quand on écrit un angle en sexagésimal (base 60) on écrit par exemple 17°25'36.5". A 10 fois la distance lunaire, évidemment, environ 2km, et au milieu de la ceinture principale des astéroïdes, à 2 unités astronomique de la Terre (à l’opposition), soit en gros 300 millions de km, dans les 150km. Donc même dans le meilleur des cas on mesure la position de l’astéroïde avec une erreur largement plus grande que son diamètre réel. Si l’erreur sur la mesure est de 0.5’’, l’erreur est donc respectivement de 1km, 10km et 750km. Dans le cas de cet astéroïde qui doit faire dans les 50m de diamètre, découvert à 0.07 UA (donc à 10.5 millions de km de la Terre), notre erreur était dans les 0.2’’, soit environ 10km, donc en fait la précision (ou plutôt l’imprécision) de notre mesure était 200 fois plus grande que la taille réelle de l’astéroïde. Pour donner une idée, 0.1" c'est l'angle apparent que sous tend une pièce de 1 euro vue à 48km.
- Lorsque l’on vient de découvrir un astéroïde, l’intervalle de temps entre la première et la dernière observation est très court et on arrive à faire passer à peu près n’importe quoi comme orbite sur ces quelques points. On a donc pu dire immédiatement qu'il allait s'écraser au large du Chili dans 6 mois et 14 jours (clin d'oeil au mauvais film "Don't look up"). En réalité au début on en a absolument aucune idée. Une fois qu'au moins trois mesures de positions ont été faite, on peut calculer des éléments orbitaux. En faisant varier les positions données à l'intérieur de l'erreur probable, on peut, avec une méthode un peu similaire aux méthodes de Monte Carlo calculer diverses orbites donnant d'une part des éléments orbitaux différents, et d'autre part un nuage de position où il devrait être possible de retrouver l'astéroïde dans les nuits suivantes. Le site du MPC calcule 2000 orbites probables en fonction des observations qui sont disponibles. Le temps passant, d’autres observations sont faites par divers observatoires à travers le monde et les éléments orbitaux convergent vers la valeur réelle actuelle de l’orbite. Il est assez facile de vérifier ceci sur la NEOCP, choisir un astéroïde avec un arc très petit, le sélectionner, demander son éphéméride, puis cliquer sur "orbits" et vous verrez que le programme du MPC calcule 2000 orbites possibles avec des variations énormes sur les éléments orbitaux. En choisissant un astéroïde avec un arc plus grand on voit que les paramètres orbitaux sont de plus en plus stables au fur et à mesure que l’arc s’allonge.
- Cet astéroïde, ultérieurement, passera à proximité d’une planète (c’est la propriété principale de ces astéroïdes qui ne tournent plus entre Mars et Jupiter), et sera dévié de son orbite actuelle. 2023 DW peut s'approcher de l'orbite de Mercure et croiser celle de Vénus. On peut imaginer un genre de « nuage » lié à l’incertitude sur la position, dans lequel l’astéroïde réel se trouve. En règle générale ce « nuage » a la forme d’une ellipse assez grande qui peut rapidement atteindre plusieurs millions de km. S’il est « en avant » de ce nuage, il va être dévié d’un certain angle par la force de gravitation de la planète, s’il est « en arrière » de ce nuage, il passe à proximité de la planète un peu plus tard, et il va être dévié d’une valeur différente, vu qu’entre-temps la planète se sera déplacée et la distance ne sera plus la même. Pour information, la Terre sur son orbite se déplace en moyenne de son diamètre toutes les 8 minutes. Et donc le passage de l’astéroïde près d’une planète fait « exploser » la taille de ce nuage d’incertitude. Si l’on tente d’interpoler la position de l’astéroïde dans le futur, après plusieurs rencontres de ce type, l’incertitude sur la position réelle de l’astéroïde devient vraiment très grande. Lors d’un passage à proximité de la Terre, cette zone d’incertitude peut être tellement grande qu’elle peut contenir la Terre au moment de la plus grande approche, et dans ce cas on ne peut pas exclure une éventuelle collision avec la Terre. Donc ces astéroïdes sont placés sur ces « pages de risque », sachant que a priori, une fois leur orbite un peu améliorée, la probabilité d’impact, à l’origine homéopathique redescendra à 0, ou dit autrement, il est plus que probable que la totalité des astéroïdes contenus sur des "pages de risque" ne feront que passer à côté de la Terre le jour dit.
- A l’inverse, après un passage près d’une planète, lors d’une opposition suivante, d’une part on obtient de nouvelles observations, et surtout on améliore de beaucoup la connaissance de l’orbite de l’astéroïde, ce qui réduit drastiquement la taille de cette « ellipse d’incertitude ». De là deux solutions: soit la Terre n’est plus dans cette ellipse et la probabilité d’un impact redescend à 0, où la Terre y est encore et la probabilité d’impact croît dans la proportion inverse. Ce qui permet de se faire bien peur. S’il est observé via un radio télescope (on devrait plutôt dire un radar-télescope), on améliore énormément la précision. Mais depuis le collapse du radio télescope d’Arecibo, les moyens dans le domaine sont nettement plus limités.
- Donc un cas très classique est que la probabilité d’un impact, passe de très très faible, à très faible, puis faible, puis revienne à zéro et c’est certainement ce qui se passera avec 2023 DW.
Tout ceci étant dit, nous avons été surpris de retrouver notre 2023 DW en tête des listes de risques d’impact. Il mesure dans les 25 à 80m de diamètre, donc même en cas d’impact, il ne causerait que des dégâts locaux, un peu du genre de l’astéroïde qui a explosé au-dessus de la Toungouska le 30 Juin 1908. Dans l’orbite actuelle la plus probable, le MOID (le Minimum Orbital Intersection Distance) est de 0.0005 UA, soit 75000km ce qui est inférieur à la distance Terre Lune (384000km en moyenne) ou deux fois plus haut que les satellites géostationnaires. Mais c'est seulement en ne considérant que l'orbite nominale, d'autres orbites l'amènent à la fois beaucoup plus loin ou beaucoup plus près (trop près). Mais pour qu’il y ait un impact il faut que l’astéroïde et la Terre soient au même endroit au même moment. La probabilité est de toute façon très très faible.
A cause de cette « probabilité non nulle d’un impact », il a été suivi par plusieurs observatoires mais va devenir de plus en plus difficile à observer (à la fin du mois de Mars il sera déjà au-delà de la magnitude 23).
En regardant la page de la NASA sur cet astéroïde et en regardant la vue de l’orbite et en faisant tourner l’animation, on voit qu’il sera à nouveau observable vers Février-Avril 2026, puis en Mars-Mai 2029, puis Avril Mai 2032, puis à la Saint Valentin (14 Février) de 2046, mais peut être d’un peu trop près. S’en suivent ensuite plusieurs possibilités d’impact à d'autres dates. S’il est bien suivi dans les nuits qui suivent (ce texte est écrit le 7 Mars 2023), il devrait être retrouvé en 2026, et il est plus que probable que le risque d’impact redescendra à zéro. Ou pas. Nous aurons eu nos 15 minutes de gloire (suivant Andy Warhol).
La table d'impact calculée (au 6 Mars) par le groupe du JPL de la NASA:
4 mégatonnes c'est l'équivalent des grosses bombes thermonucléaires dans l'arsenal des docteurs Folamour russes et américains. Peut être que d'ici là, 4 Mégatonnes seulement ça ne fera même plus les nouvelles... :)
Pour l'instant, si on recherche sur google 2023 DW, on tombe surtout sur les programmes de la chaîne de télé allemande (Deutsche Welle). Si on recherche 2023 DW asteroid on trouve quelques articles bien informés, espérons que les informations ne seront pas reprises par un journaliste imbécile parlant de la fin des dinosaures à la Saint Valentin 2046. D'une part, on voit sur la page de l'ESA que la probabilité d'impact cumulée est de 1/609, donc qu'il y a 99.84% de probabilité qu'il n'y aura aucun impact. Comme expliqué plus haut il est également plus que probable que la probabilité d'impact redescende rapidement à 0.
Note sur l'échelle de Turin
Pour terminer cette page, une courte note sur l'échelle de Turin. Elle a été choisie par la majorité d'un groupe d'astronomes qui pensaient qu'il était utile de communiquer "simplement" (dit autrement, de façon à ce qu'un journaliste et son lecteur comprenne) la notion de probabilité d'impact. Ca donne ça :
C'est donc une échelle qui relie à la fois le diamètre de l'astéroïde, l'énergie qui produirait en cas d'impact (en mégatonnes de TNT) avec la probabilité d'impact.
Lors de ce meeting (qui a eu lieu évidemment à Turin, Italie) en 1999, nous étions quelques uns à ne pas être d'accord avec cette approche (dont Brian Marsden qui était le directeur du Minor Planet Center à l'époque).
Premier problème : Le public ne comprends pas forcément qu'une probabilité d'impact puisse évoluer avec le temps, autrement dit, on pourrait très bien découvrir un astéroïde de grande taille qui fait une approche serrée à la Terre, par exemple un astéroïde de 5km (en haut de l'échelle), qui dans 50 ans va passer très près de la Terre. Au départ, la probabilité d'impact est de 10-6 (donc il serait en Torino scale de 1), puis d'autres observations s'accumulent, la probabilité d'impact augmente, elle passe à 10-4, il est maintenant dans la partie jaune du diagramme, puis quelques années avant l'impact, la probabilité augmente encore, il arrive dans la partie rouge, il est Torino scale = 10, c'est la fin du monde assurée, et... il passe à 1000km de la surface terrestre, et la probabilité redescend à 0 ce qui serait complètement à gauche du diagramme. Entre temps de multiples suicides, on a crié au loup pour rien. Et "les astronomes" passent pour de gros crétins, ce qui en l'occurence ne serait pas entièrement faux pour certains d'entre eux, sauf que les spécialistes des géocroiseurs feraient porter à toute la corporation le bonnet d'âne.
Second problème : Comme il est hautement improbable, à court terme, de mourir suite à l'impact d'un astéroïde, ce diagramme ne sera jamais utilisé "utilement". On sera dans la très grande majorité des cas en présence d'une approche serrée future à la Terre, et la présence au départ d'un astéroïde sur ce diagramme n'est que la conséquence de notre méconnaissance de l'orbite réelle de l'astéroïde. Dit autrement s'il était possible d'obtenir immédiatement, dès la première observation des éléments orbitaux d'une qualité infinie, il est plus que probable (dans le sens 99.999999999...... %) que cette échelle ne serve à rien, sauf à générer des fausses peurs. Il y a eu tout un débat sur ce thème à l'époque. En règle générale en science, on ne publie des résultats que s'ils sont de bonne qualité. Et ça devrait être encore plus le cas lorsque le résultat en question est une catastrophe naturelle majeure. Or la politique de la NASA, imposée par l'existence dans la société de golios conspirationnistes, est de tout publier de manière ouverte, dès l'acquisition des données. Tout le monde le sait, la NASA est un groupe de comiques qui se sont amusés à simuler des missions lunaires, on nous ment, la terre est plate, etc... :) Or, un astéroïde qui vient d'être détecté (comme notre 2023 DW) a, par définition, des éléments orbitaux calculés forcément très approximatifs. Dans notre cas, il n'y a pas le feu au lac, et quand bien même s'il venait à impacter, ça ne serait pas une catastrophe majeure. Dans la grande majorité des cas, les astéroïdes géocroiseurs qui ont une probabilité d'impact non nulle (ceux qui figurent sur les pages de "risques" de l'ESA et de la NASA) n'y resteront pas, parce qu'ils n'impacteront pas la Terre. La grande majorité peuvent être sortis de la liste sinon à la première opposition, sinon à la seconde. Si 2023 DW ne sort pas de la liste avant Juin 2023, il sortira plus que très probablement lors de l'opposition de 2026. Ce n'est pas prouvé mais c'est statistiquement plus que probable. Il faut évidemment continuer à l'observer, mais il n'est peut être pas nécessaire d'ameuter le public sur un danger qui n'existe pas. Le public en question, s'il a besoin de stress n'a qu'à lire la presse quotidienne sans que l'on ait besoin d'en rajouter avec la fin des dinosaures :). Personnellement j'étais pour que les données ne soient publiées au public qu'une fois une orbite de qualité était obtenue, mais la politique de la NASA (et c'est la NASA qui mène le jeu) fait que tout est publié dès l'origine ce qui à mon humble avis est une erreur. Il aurait été tout à fait faisable de mettre un flag sur tel ou tel astéroïde, disant aux astronomes qui suivent ces astéroïdes que celui ci nécessite un suivi attentif, jusqu'à ce que la probabilité d'impact redescende à 0, et ne publier que lorsque la probabilité d'impact elle même à une probabilité d'être correcte. C'est dans tous les cas un jeu à la perd-perd. Tu ne publies pas, on t'accuse de cacher des choses, tu publies, puis ce que tu publies n'est plus vrai quelques temps plus tard quand l'orbite est de bonne qualité, et on te traite de charlot. Le problème est qu'il y a une frange de la société qui vit dans un monde parallèle, qui devrait normalement être internée, et dont la misère mentale leur fait croire à la fin du monde, à des divinités qui sont là pour punir l'humanité, etc... Une des plus grosses bêtises (et pourtant il y en a) dans le film don't look up c'est l'arrivée des militaires, le FBI, etc... pour cacher l'information. Aujourd'hui la page de confirmation des géocroiseurs (NEOCP, voir plus haut) est accessible à tous, et des astronomes de tous les pays (riches) contribuent à l'inventaire de ces astéroïdes.
Troisième problème : Le diagramme ne fait pas intervenir l'intervalle de temps entre la première détection et la date de l'impact. Un astéroïde de 100m de diamètre tombant sur Terre la semaine prochaine est beaucoup plus "dangereux" qu'un astéroïde de 1km de diamètre tombant sur Terre dans 50 ans, parce que dans le premier cas on ne peut pas faire grand chose. Dans la plupart des pays, il n'y a pas les ressources pour faire évacuer une zone de 300km en une semaine. Si l'astéroïde vient à impacter la Terre dans 50 ans, nous avons largement le temps de monter des missions spatiales pour le dévier et il ne représente aucun danger. Si par exemple un astéroïde, jamais encore détecté, provenant de l'intérieur du système solaire (par rapport à la Terre) tombe sur Terre sans avoir été détecté, l'intervalle de temps entre la détection et l'impact est de 6 secondes (quand il commence à briller très haut dans le ciel) et les témoins de cette observation n'ont plus que très peu de temps à vivre :) Tout probabilité d'impact ayant lieu des dizaines d'années dans le futur a toutes les chances de ne pas se produire. Il suffit de regarder les derniers millénaires et de voir qu'il n'y a pas eu d'impact d'astéroïdes, parce que ce sont des événements très très peu probables. Pour la même somme d'argent dépensée dans la mission DART de la NASA, qui a percuté un petit astéroïde, il aurait été faisable de construire plusieurs télescopes de 3-4m de diamètre qui auraient permis d'avancer nettement plus dans l'inventaire que nous sommes en train de réaliser, et inventaire qui, plus que très probablement, démontrera qu'il n'y a aucun astéroïde dangereux menaçant la Terre dans le siècle qui vient... bref, il faut savoir raison garder.
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