Types spectraux d'astéroïdes - Asteroid spectral types

Un type spectral d'astéroïde est attribué aux astéroïdes en fonction de leur spectre d'émission , de leur couleur et parfois de leur albédo . On pense que ces types correspondent à la composition de surface d'un astéroïde. Pour les petits corps qui ne sont pas différenciés en interne, la surface et les compositions internes sont vraisemblablement similaires, tandis que les grands corps tels que Ceres et Vesta sont connus pour avoir une structure interne. Au fil des ans, un certain nombre d'enquêtes ont abouti à un ensemble de systèmes taxonomiques différents tels que la classification Tholen , SMASS et Bus-DeMeo .

Systèmes taxonomiques

En 1975, les astronomes Clark R. Chapman , David Morrison et Ben Zellner ont développé un système taxonomique simple pour les astéroïdes basé sur la couleur , l' albédo et la forme spectrale . Les trois catégories ont été étiquetées « C » pour les objets carbonés foncés, « S » pour les objets pierreux (silicatés) et « U » pour ceux qui ne rentraient ni dans C ni dans S. Cette division de base des spectres d'astéroïdes a depuis été étendue et clarifié. Un certain nombre de schémas de classification existent actuellement, et bien qu'ils s'efforcent de conserver une certaine cohérence mutuelle, de nombreux astéroïdes sont classés en différentes classes en fonction du schéma particulier. Cela est dû à l'utilisation de critères différents pour chaque approche. Les deux classifications les plus utilisées sont décrites ci-dessous :

Présentation de Tholen et SMASS

Résumé des classes taxonomiques d'astéroïdes
Classe Tholen SMASSII
(classe de bus)
Albédo Caractéristiques spectrales
UNE UNE modérer Pente rouge très raide vers le court de 0,75 m ; caractéristique d'absorption modérément profonde sur une longueur de 0,75 m.
B , F B faible Spectres linéaires, généralement sans caractéristiques. Différences dans les caractéristiques d'absorption UV et présence/absence de caractéristique d'absorption étroite près de 0,7 m.
C , G C, Cb, Ch, Cg, Chg faible Spectres linéaires, généralement sans caractéristiques. Différences dans les caractéristiques d'absorption UV et présence/absence de caractéristique d'absorption étroite près de 0,7 m.
faible Spectre relativement sans relief avec une pente rouge très raide.
E , M , P X , Xc, Xe, Xk de faible (P)
à très élevé (E)
Spectre généralement sans relief avec pente rougeâtre; différences dans les caractéristiques d'absorption subtiles et/ou la courbure spectrale et/ou la réflectance relative maximale.
Q Q modérer Pente rougeâtre vers le bas de 0,7 μm ; caractéristique d'absorption profonde et arrondie sur une longueur de 0,75 m.
R R modérer Pente rougeâtre modérée vers le bas de 0,7 μm; absorption profonde vers le long de 0,75 m.
S S, Sa, Sk, Sl, Sq, Sr modérer Pente rougeâtre modérément raide vers le bas de 0,7 m; absorption modérée à forte vers le long de 0,75 m; pic de réflectance à 0,73 µm. Sous-groupes de bus intermédiaires entre les classes S et A, K, L, Q, R.
T T faible Modérément rougeâtre vers le bas de 0,75 m ; plat par la suite.
V V modérer Rougeâtre court de 0,7 m ; absorption extrêmement profonde sur la longueur de 0,75 m.
- K modérer Pente rouge modérément raide vers le court de 0,75 m; maximum à angle régulier et plat à bleuté sur une longueur de 0,75 withm, avec peu ou pas de courbure.
- L , Ld modérer Pente rouge très raide vers le court de 0,75 m ; plat en longueur de 0,75 m; différences de niveau de crête.
- O - Tendance particulière, connue jusqu'à présent pour très peu d'astéroïdes.

Classement S3OS2

Le Small Solar System Objects Spectroscopic Survey (S 3 OS 2 ou S3OS2, également connu sous le nom de classification de Lazzaro ) a observé 820 astéroïdes, en utilisant l'ancien télescope ESO de 1,52 mètre à l'observatoire de La Silla entre 1996 et 2001. Cette enquête a appliqué à la fois la taxonomie Tholen et Bus-Binzel (SMASS) aux objets observés, dont beaucoup n'avaient pas été classés auparavant. Pour la classification de type Tholen, l'enquête a introduit un nouveau "type Caa", qui montre une large bande d'absorption associée indiquant une altération aqueuse de la surface du corps. Les correspond de classe à Caa type C de Tholen et à la SMASS ' hydraté de type Ch (y compris certains Cgh-, Cg et C-types), et a été affecté à 106 organismes ou 13% des objets étudiés. De plus, S3OS2 utilise la classe K pour les deux schémas de classification, un type qui n'existe pas dans la taxonomie originale de Tholen.

Classement Bus–DeMeo

La classification Bus-DeMeo est un système taxonomique d'astéroïdes conçu par Francesca DeMeo , Schelte Bus et Stephen Slivan en 2009. Elle est basée sur les caractéristiques du spectre de réflectance pour 371 astéroïdes mesurés sur la longueur d'onde de 0,45 à 2,45 micromètres. Ce système de 24 classes introduit un nouveau type "Sv" et repose sur une analyse en composantes principales, conformément à la taxonomie SMASS, elle-même basée sur la classification de Tholen.

Classement de Tholen

La taxonomie la plus largement utilisée depuis plus d'une décennie est celle de David J. Tholen , proposée pour la première fois en 1984. Cette classification a été développée à partir de spectres à large bande (entre 0,31 μm et 1,06 m) obtenus lors de l' enquête sur les astéroïdes à huit couleurs ( ECAS ) dans les années 1980, en combinaison avec des mesures d' albédo . La formulation originale était basée sur 978 astéroïdes. Le schéma de Tholen comprend 14 types avec la majorité des astéroïdes entrant dans l'une des trois grandes catégories, et plusieurs types plus petits (voir aussi § Présentation de Tholen et SMASS ci-dessus) . Les types sont, avec leurs plus grands exemplaires entre parenthèses :

Groupe C

Les astéroïdes du groupe C sont des objets sombres et carbonés . La plupart des corps de ce groupe appartiennent au type C standard (par exemple, 10 Hygiea ) et au type B un peu plus "brillant" ( 2 Pallas ). Les types F ( 704 Interamnia ) et G ( 1 Ceres ) sont beaucoup plus rares. Les autres classes à faible albédo sont les types D ( 624 Hektor ), généralement observés dans la ceinture d'astéroïdes extérieure et parmi les chevaux de Troie de Jupiter , ainsi que les rares astéroïdes de type T ( 96 Aegle ) de la ceinture principale intérieure.

Groupe S

Les astéroïdes de type S ( 15 Eunomia , 3 Juno ) sont des objets siliceux (ou « pierreux »). Un autre grand groupe est le type V pierreux ( 4 Vesta ), également connu sous le nom de « vestoïdes » le plus courant parmi les membres de la grande famille Vesta , qui proviendrait d'un grand cratère d'impact sur Vesta. Les autres petites classes comprennent les astéroïdes de type A ( 246 Asporina ), de type Q ( 1862 Apollo ) et de type R ( 349 Dembowska ).

Groupe X

Le groupe parapluie d' astéroïdes de type X peut être divisé en trois sous-groupes, en fonction du degré de réflectivité de l'objet (sombre, intermédiaire, brillant). Les plus sombres sont liées au groupe C, avec un albédo inférieur à 0,1. Il s'agit du type P "primitif" ( 259 Aletheia , 190 Ismene ), qui diffèrent du type M "métallique" ( 16 Psyché ) avec un albédo intermédiaire de 0,10 à 0,30, et du brillant type E "enstatite" astéroïde , principalement observé parmi les membres de la famille Hungaria dans la région la plus interne de la ceinture d'astéroïdes.

Caractéristiques taxonomiques

La taxonomie Tholen peut comprendre jusqu'à quatre lettres (par exemple "SCTU"). Le schéma de classification utilise la lettre « I » pour les données spectrales « incohérentes », et ne doit pas être confondu avec un type spectral. Un exemple est l'astéroïde thémistien 515 Athalia , qui, au moment de la classification était incohérent, car le spectre et l'albédo du corps étaient respectivement ceux d'un astéroïde pierreux et carboné. Lorsque l'analyse numérique des couleurs sous-jacente était ambiguë, les objets se sont vu attribuer deux ou trois types plutôt qu'un seul (par exemple, "CG" ou "SCT"), la séquence de types reflétant l'ordre d'écart-type numérique croissant, avec le meilleur ajustement spectral type mentionné en premier. La taxonomie Tholen a également des notations supplémentaires, ajoutées au type spectral. La lettre "U" est un drapeau de qualification, utilisé pour les astéroïdes avec un spectre "inhabituel", qui tombe loin du centre de cluster déterminé dans l'analyse numérique. Les notations ":" (simple deux-points) et "::" (deux deux-points) sont ajoutées lorsque les données spectrales sont respectivement "bruyantes" ou "très bruitées". Par exemple, le Mars-crosser 1747 Wright a une classe "AU:", ce qui signifie qu'il s'agit d'un astéroïde de type A , mais avec un spectre inhabituel et bruyant.

Classement SMASS

Il s'agit d'une taxonomie plus récente introduite par les astronomes américains Schelte Bus et Richard Binzel en 2002, basée sur le Small Main-Belt Asteroid Spectroscopic Survey (SMASS) de 1 447 astéroïdes. Cette étude a produit des spectres d'une résolution bien supérieure à celle d'ECAS (voir la classification de Tholen ci-dessus) et a pu résoudre une variété de caractéristiques spectrales étroites. Cependant, une gamme de longueurs d'onde un peu plus petite (0,44 m à 0,92 m) a été observée. De plus, les albédos n'ont pas été pris en compte. Tentant de s'en tenir autant que possible à la taxonomie de Tholen compte tenu des données différentes, les astéroïdes ont été classés dans les 26 types indiqués ci-dessous. En ce qui concerne la taxonomie Tholen, la majorité des corps tombent dans les trois grandes catégories C, S et X, avec quelques corps inhabituels classés en plusieurs types plus petits (voir également § Présentation de Tholen et SMASS ci-dessus) :

  • Le groupe C d'objets carbonés comprend l' astéroïde de type C , le plus "standard" des objets carbonés non B, l' astéroïde de type B "plus brillant"chevauchant largement lestypesTholen B et F , le type Cb qui transition entre les objets de type C et B simples et les types Cg, Ch et Cgh qui sont quelque peu liés au type G de Tholen. Le « h » signifie « hydraté ».
  • S-groupe de siliceuse (pierreux) comprend des objets les plus communs astéroïde de type S , ainsi que la A- , Q- , et R-types . Les nouvelles classes incluent les astéroïdes de type K ( 181 Eucharis , 221 Eos ) et de type L ( 83 Beatrix ). Il existe également cinq classes, Sa, Sq, Sr, Sk et Sl, qui font la transition entre le type S simple et les autres types correspondants de ce groupe.
  • Groupe X d'objets principalement métalliques. Cela inclut les astéroïdes de type X les plus courants ainsi que les types M, E ou P tels que classés par Tholen. Les Xe, Xc et Xk sont des types de transition entre les classes X- et les classes correspondantes E , C et K.
  • Les autres classes spectrales incluent les types T- , D- et V ( 4 Vesta ). Le type Ld est une nouvelle classe et a des caractéristiques spectrales plus extrêmes que l' astéroïde de type L . La nouvelle classe d' astéroïdes de type O n'a depuis été attribuée qu'à l'astéroïde 3628 Božněmcová .

Un nombre important de petits astéroïdes appartenaient aux types Q , R et V , qui n'étaient représentés que par un seul corps dans le schéma de Tholen. Dans le schéma Bus et Binzel SMASS, un seul type a été attribué à un astéroïde particulier.

Indices de couleur

La caractérisation d'un astéroïde comprend la mesure de ses indices de couleur dérivés d'un système photométrique . Cela se fait en mesurant la luminosité de l'objet à travers un ensemble de filtres différents, spécifiques à la longueur d'onde, appelés bandes passantes. Dans le système photométrique UBV , qui est également utilisé pour caractériser des objets distants en plus des astéroïdes classiques, les trois filtres de base sont :

  • U : bande passante pour la lumière ultraviolette
  • B : bande passante pour la lumière bleue
  • V : bande passante sensible à la lumière visible , plus précisément la partie vert-jaune de la lumière visible
Longueurs d'onde de la lumière visible
Couleurs violet bleu vert jaune Orange rouge
Longueurs d'onde 380-450 nm 450-495 nm 495-570 nm 570-590 nm 590-620 nm 620–750 nm

Dans une observation, la luminosité d'un objet est mesurée deux fois à travers un filtre différent. La différence d'amplitude qui en résulte est appelée indice de couleur . Pour les astéroïdes, les indices de couleur U–B ou B–V sont les plus courants. De plus, les indices V–R, V–I et R–I, où les lettres photométriques signifient visible (V), rouge (R) et infrarouge (I), sont également utilisés. Une séquence photométrique telle que V–R–B–I peut être obtenue à partir d'observations en quelques minutes.

Indices de couleur moyenne des groupes dynamiques dans le système solaire externe
Couleur Plutinos Cubewanos Centaures SDO Comètes chevaux de Troie Jupiter
B–V 0,895 ± 0,190 0,973 ± 0,174 0,886 ± 0,213 0,875 ± 0,159 0,795 ± 0,035 0,777 ± 0,091
V–R 0,568 ± 0,106 0,622 ± 0,126 0,573 ± 0,127 0,553 ± 0,132 0,441 ± 0,122 0,445 ± 0,048
V–I 1,095 ± 0,201 1,181 ± 0,237 1,104 ± 0,245 1,070 ± 0,220 0,935 ± 0,141 0,861 ± 0,090
R–I 0,536 ± 0,135 0,586 ± 0,148 0,548 ± 0,150 0,517 ± 0,102 0,451 ± 0,059 0,416 ± 0,057

Évaluation

Ces schémas de classification devraient être affinés et/ou remplacés au fur et à mesure des progrès de la recherche. Cependant, pour l'instant, la classification spectrale basée sur les deux relevés spectroscopiques à résolution grossière ci-dessus des années 1990 est toujours la norme. Les scientifiques n'ont pas pu se mettre d'accord sur un meilleur système taxonomique, en grande partie en raison de la difficulté d'obtenir des mesures détaillées de manière cohérente pour un grand échantillon d'astéroïdes (par exemple, des spectres de résolution plus fine ou des données non spectrales telles que les densités seraient très utiles).

Certains regroupements d'astéroïdes ont été corrélés avec des types de météorites :

Voir également

Les références

Liens externes