Les levés d’astéroïdes fonctionnent généralement la nuit, trouvant principalement des objets au-delà de l’orbite terrestre. Cela crée un angle mort car de nombreux objets géocroiseurs (NEO) pourraient se cacher dans la lumière du soleil à l’intérieur de l’orbite terrestre. De nouveaux levés télescopiques bravent l’éblouissement du Soleil et recherchent des astéroïdes vers le Soleil pendant le crépuscule. Ces enquêtes ont trouvé de nombreux astéroïdes jusque-là inconnus à l’intérieur de la Terre, y compris le premier astéroïde avec une orbite intérieure à Vénus, ‘Ayló’chaxnim (2020 AV2), et un astéroïde avec la période orbitale la plus courte connue autour du Soleil, 2021 PH27 (1, 2).
Les objets géocroiseurs sont classés en différents types dynamiques (voir la figure). En partant des plus éloignés se trouvent les Amors, qui s’approchent de la Terre mais ne traversent pas l’orbite terrestre. Les Apollos traversent l’orbite terrestre mais ont des demi-grands axes supérieurs à celui de la Terre. Atens croise également l’orbite terrestre mais a des demi-grands axes inférieurs à celui de la Terre. Atiras (également appelé Apohele) a des orbites complètement à l’intérieur de la Terre, et Vatiras a des orbites complètement à l’intérieur de Vénus, 2020 AV2 étant le premier connu.
Les objets géocroiseurs ont des orbites dynamiquement instables d’environ 10 millions d’années. Un réservoir doit exister pour reconstituer les objets géocroiseurs, car leur nombre est resté stable au cours des derniers milliards d’années (3). La plupart des objets géocroiseurs sont probablement des objets délogés de la ceinture principale d’astéroïdes entre Mars et Jupiter (4–6). Les observations physiques montrent que les NEO sont similaires aux astéroïdes de la ceinture principale (MBA), une petite fraction étant des comètes dormantes du système solaire externe (sept).
Les MBA avec des périodes orbitales proches des rapports de nombres entiers avec la période de Jupiter sont épuisées, ce qui indique que ces zones sont dynamiquement instables. De petits MBA se déplacent continuellement dans ces régions instables et sont éjectés de la ceinture principale d’astéroïdes par l’effet Yarkovsky, qui modifie lentement l’orbite d’un astéroïde par l’émission non isotrope de la lumière solaire absorbée. Le mouvement dépend de la rotation, de la taille, de l’albédo et de la distance de l’astéroïde par rapport au Soleil. Plus un astéroïde est petit et plus il absorbe de lumière solaire, plus son mouvement est important.
Moins d’Atiras devraient exister que les NEO plus éloignés, et encore moins de Vatiras, car il devient de plus en plus difficile pour un objet de se déplacer vers l’intérieur au-delà de l’orbite de la Terre puis de Vénus. Des marches aléatoires de l’orbite d’un NEO à travers des interactions gravitationnelles planétaires peuvent transformer un Aten en une orbite Atira et/ou Vatira et vice versa. Atiras devrait représenter environ 1,2 % et Vatiras seulement 0,3 % de la population totale d’objets géocroiseurs provenant de la ceinture principale d’astéroïdes (4). 2020 AV2 lui-même ne passera que quelques millions d’années sur une orbite de Vatira avant de traverser l’orbite de Vénus. Finalement, 2020 AV2 entrera en collision avec l’une des planètes ou sera perturbé par la marée, se désintégrera près du Soleil ou sera éjecté du système solaire interne.
Les modèles NEO récents prédisent qu’il devrait y avoir moins d’un Vatira d’environ 1,5 km de diamètre de 2020 AV2 mais beaucoup plus petits (4). Seule une fraction du ciel a été fouillée où résident des astéroïdes de type Vatira; cependant, à cause du problème de lumière diffusée du Soleil, seules les plus grandes sont observables. Trouver un Vatira relativement grand dans la petite zone recherchée est quelque peu inattendu, mais les statistiques sur un petit nombre présentent des réserves lorsqu’on essaie de comprendre une population entière. Seuls quelques relevés d’astéroïdes ont imagé l’intérieur de Vénus avec des résultats publiés (8, 9), mais les résultats nuls des autres peuvent être non publiés, ce qui rend difficile de déterminer combien d’espace à l’intérieur de Vénus a été bien fouillé. Il est donc difficile d’avoir une véritable idée des statistiques de découverte de Vatira.
Récemment, l’astéroïde avec le plus petit demi-grand axe connu à 0,46 unités astronomiques (au) a été trouvé – 2021 PH27 (2). En raison de la grande excentricité de 2021 PH27 de 0,7, son orbite croise en fait les orbites de Mercure et de Vénus, ce qui en fait un astéroïde Atira et non un astéroïde Vatira. 2021 PH27 s’approche si près du Soleil (0,13 ua) qu’il a les effets de relativité générale les plus forts, à près d’une minute d’arc de précession par siècle, de tous les objets connus de notre système solaire, y compris Mercure. La surface de 2021 PH27 atteint probablement 500 ° C, ce qui est suffisamment chaud pour faire fondre le plomb. 2021 PH27 a également apparemment une taille d’environ 1 km, ce qui est relativement grand. Cependant, comme le diamètre de ces astéroïdes intérieurs est calculé avec une fonction supposée d’albédo et de phase solaire, les diamètres réels de ces deux découvertes pourraient être inférieurs à 1 km (dix). Cela les placerait dans une population plus attendue et les rendrait moins un coup de chance statistique.
Certains Atiras et Vatiras pourraient également avoir une autre région source en plus de la ceinture principale d’astéroïdes. Ceux-ci pourraient être des réservoirs internes relativement stables, tels que des objets en résonances stables à long terme avec Vénus ou Mercure, ou même les hypothétiques Vulcanoïdes (8). Les vulcanoïdes sont des astéroïdes qui pourraient exister avec des orbites complètement à l’intérieur de l’orbite de Mercure qui pourraient être stables pendant des milliards d’années, se formant éventuellement là-bas. De nombreuses exoplanètes ont été trouvées plus proches de leurs étoiles hôtes que la région vulcanoïde de notre système solaire. Les vulcanoïdes pourraient également provenir d’une marche aléatoire de la population NEO, mais cela serait très rare (11). Les observations des engins spatiaux de l’environnement proche du Soleil excluent probablement les Vulcanoïdes de plus de 5 km (12). Les vulcanoïdes pourraient être déstabilisés sur de longues périodes à cause de la dérive de Yarkovsky, des collisions et de la fracturation thermique si près du Soleil. Moins d’objets géocroiseurs à faible albédo et à haute excentricité avec des périhélies très proches du Soleil ont été trouvés, probablement parce qu’ils se fracturent à cause des contraintes thermiques extrêmes (13). Ces événements produisant de la poussière peuvent être à l’origine de nombreuses pluies de météores observées chaque année sur Terre, comme la pluie de météores des Géminides qui se produit à la mi-décembre à la suite de la chute de matériaux du NEO Phaethon (14).
D’après les modèles de formation NEO et l’efficacité actuelle des enquêtes NEO, plus de 90% des NEO tueurs de planètes ont été trouvés (ceux de plus de 1 km), bien que seulement environ la moitié des NEO tueurs de villes soient connus (ceux de plus de 140 mètres) . Les derniers NEO inconnus de 1 km ont probablement des orbites proches du Soleil ou des inclinaisons élevées, ce qui les éloigne des champs des principaux levés NEO. Le télescope Zwicky Transient Facility de 48 pouces a trouvé un astéroïde Vatira et plusieurs astéroïdes Atira, ce qui en fait l’un des chasseurs d’astéroïdes les plus prolifiques à l’intérieur de la Terre. Pour lutter contre le crépuscule pour trouver des astéroïdes plus petits, on peut utiliser un plus gros télescope. Les grands télescopes n’ont généralement pas de grands champs de vision pour étudier efficacement. Le télescope Blanco de 4 mètres de la National Science Foundation au Chili avec la caméra à énergie noire (DECam) est une exception. Une nouvelle recherche d’astéroïdes cachés dans le crépuscule avec DECam a trouvé quelques astéroïdes Atira, dont 2021 PH27. Ces enquêtes crépusculaires continues découvrent enfin la population de petits astéroïdes près de l’orbite de Vénus.
