Cruithne, presque un satellite de la Terre
Parfois, il est très loin et parfois il se rapproche de la Terre, mais pas beaucoup. Cependant, Cruithne est classée dans l'ensemble des astéroïdes proches de la Terre (Near Earth Asteroids). En ce nom, près signifie proximité à l'orbite terrestre et pas nécessairement à celle terrestre. Cruithne s'approche de la Terre à un maximum de 15 millions de kilomètres, soit 35 fois la distance de la Terre à la Lune.
Ils ne connaissent pas sa forme, mais les astronomes ont calculé que Cruithne est un “morceau” de cinq kilomètres de diamètre. Par conséquent, une fois les calculs effectués, au moment le plus proche de la Terre, on voit presque 1.400 fois moins que la Lune. À cet égard, il n'est pas surprenant de sa récente découverte. La découverte a eu lieu en 1986, sur une photo réalisée en 1983 depuis l'observatoire australien de Siding Spring Observatory. Depuis lors, l'astéroïde, recueillant des données, a publié en 1997 le calcul de l'orbite exacte dans la revue Nature.
Danse de l'orbite
L'article de Nature a eu un grand impact sur les médias. L'idée répandue dans les journaux était que la Terre a un deuxième satellite ; la Lune n'était pas seule dans le voyage autour de la Terre. C'est une nouvelle de grand impact, spéculée depuis longtemps avec l'idée du second satellite. Cependant, les astronomes ont clairement: apparemment oui, il est dans une orbite autour de la Terre, mais ce n'est qu'une apparence; Cruithne n'est pas un satellite de la Terre.
Il est seulement possible de visualiser un diagramme d'orbites (diagramme A). La Terre a l'orbite autour du Soleil et Cruithn aussi. Les deux orbites sont apparemment parallèles, donc de la Terre, il semble que l'astéroïde est un satellite. L'image, cependant, montre clairement que l'orbite de Cruithne est une conséquence de l'effet du Soleil et non de la Terre.
Il est vrai que les deux orbites ne sont pas vraiment parallèles, entre autres par leur apparence différente. L'orbite de la Terre est presque circulaire et celle de Cruithne est une ellipse plus longue, plus excentrique dans le langage des mathématiciens et des astronomes. En fait, Cruithne s'approche beaucoup du Soleil. Dans le Périhélium (point le plus proche du Soleil), Cruithne est plus proche de l'orbite de Vénus et dans l'aphélie (point le plus éloigné du Soleil) s'éloigne jusqu'à la distance de l'orbite de Mars.
À la vue du diagramme A apparaît la préoccupation que Cruithne ne tombe jamais sur Terre. Avec un astéroïde de cinq kilomètres, ce serait une catastrophe énorme (qui a mis fin à l'ère des dinosaures pour être une référence avait environ 10 kilomètres de diamètre). Mais cela ne va pas arriver. Le diagramme B montre parfaitement pourquoi. C'est le diagramme dessiné à partir du plan de l'orbite de la Terre, et de ce point de vue on observe que les deux orbites se trouvent sur différents plans formant un angle entre elles et qu'en aucun point elles se touchent entre elles. En plus de l'orbite terrestre, l'orbite de Cruithne est pliée aussi par celles de Mercure, Vénus et Mars. Il y a quatre planètes excepté le risque de choc.
Orbite en haricot
Cruithn ne heurte pas la Terre, ni seulement par la géométrie de ses orbites. En outre, la situation est stable, au moins à court terme. Les deux astres, la Terre et Cruithne, sont en résonance; parfois la planète se déplace plus vite que l'astéroïde et parfois à l'envers, mais formant une tournée complète, les deux sont dans la même position relative que dans la tournée précédente. Et cela signifie que la force gravitationnelle qu'ils interagissent entre eux ne varie pas non plus d'un retour à l'autre. L'état d'une tournée sera répété exactement la même chose dans la suivante. Il n'y a pas de surprises.
En conséquence de ce mouvement, l'orbite qui forme Cruithn dans chaque tournée autour de la Terre a la forme de haricots. Cet aspect est vu dans le mouvement de Cruithne si nous considérons la position de la Terre comme un point fixe. C est la représentation de ce diagramme. Au point 1, la Terre se trouve entre Cruithne et le Soleil ; à partir de là, l'astéroïde se déplace vers l'arrière de la Terre, vers le point 2 ; puis entre le Soleil et la Terre, vers le point 3 ; puis, vers l'avant de la Terre, vers le point 4 ; et finalement, il revient au début. Ce parcours relatif a une forme de haricot (les anglais appellent saddle, c'est-à-dire pour l'équitation).
La découverte de cette orbite relative a fait un pas en avant en astronomie, puisque les astronomes avaient déjà calculé qu'une telle orbite serait stable avant de la découvrir. Mais ils ne connaissaient pas d'exemples. Cruithne a été le premier. Les calculs, en outre, indiquent clairement que l'influence principale de l'orbite est celle de l'étoile (dans ce cas le Soleil) et non celle de la planète (la Terre). En définitive, Cruithne n'est pas comme la Lune, ce n'est pas un satellite de la Terre, mais par l'influence du Soleil elle forme une orbite autour de la Terre: c'est une pseudisatélite.
Cycle 700 ans
La vérité est que le cas de Cruithne a été une excuse pour le calcul théorique. À court terme, l'orbite est éphémère, mais pas à long terme. La raison en est que la résonance entre la Terre et Cruithne n'est pas parfaite parce que la période de Cruithne est variable. Très peu, mais ça change. Et cela génère un cycle de longue durée.
Il faut parfois 366 jours pour former une orbite autour du soleil. Pendant cette période, le haricot se déplace un peu chaque année. Le point 4 du diagramme C approche la Terre. Comme nous nous approchons, l'interaction gravitationnelle entre les deux astres augmente à ce point. Soudain, le champ gravitationnel de la Terre freine Cruithne et la situation subit un grand changement: La période de Cruithne change.
Il semble paradoxal, la perte de vitesse fait tomber Cruithne vers le soleil, sortir de l'orbite, mais cette même chute augmente à nouveau la vitesse de Cruithne dans une orbite plus proche du soleil. Enfin, le freinage le rend plus rapide, mais dans une autre orbite.
En plus de l'orbite, ce phénomène change de période. Il passe de 366 jours à 364 jours, légèrement inférieur à l'année de la Terre, ce qui repositionne le haricot. Le point 4 s'éloigne de la Terre et le point 2 s'approche.
Le cycle ne se termine pas, parce que Cruithne et la Terre approchent beaucoup. Ils ne s'approchent pas vraiment beaucoup : la différence entre les plans des orbites fait que le point 2 ne reste jamais très proche de la Terre, et la gravitation de la Terre n'arrête jamais le mouvement de ce point 2. L'orbite en forme de haricot de Cruithne devient de plus en plus longue jusqu'à occuper presque toute la gamme autour du Soleil (diagramme D). Il arrive à avoir une orbite en fer à cheval. Enfin, ce mouvement recule jusqu'à ce que la période et la vitesse reviennent à son état initial. Le cycle complet de l'orbite de Cruithne dure plus de 700 ans.
Soleil vs Terre
Le changement de forme de l'orbite de Cruithne est complexe du point de vue de la Terre. Du point de vue solaire, l'orbite est une ellipse qui pendant 700 ans ne change que la forme de l'ellipse, c'est-à-dire les demi-axes. L'ellipse est étirée et raccourcie. Cependant, le point de vue de la Terre est plus facile de voir comment cela se produit.
Parfois, l'orbite en forme de haricot est hors de l'action de la Terre. On voit alors clairement que Cruithne n'est pas un satellite de la Terre. De plus, alors ce n'est aucune pseudoélite.
En fait, Cruithne est sorti de l'orbite autour de la Terre en 1995. Il devient de l'autre côté du Soleil et dans trois siècles il rentre et rentre dans la 'zone' de la Terre. Si les astronomes ont été trouvés dans cette position, il n'y aurait aucune mention dans les journaux de la deuxième lune de la Terre. Mais ils ne pouvaient pas le trouver. Distance excessive pour détecter un passage de cinq kilomètres.
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