P.G.J. - Echelle de Palerme

L'Echelle de Palerme est une échelle logarithmique utilisée par les astronomes pour évaluer le risque potentiel d'impact d'un géocroiseur. La première référence pour l'Echelle Technique de Palerme est une communication scientifique publiée dans la revue Icarus (159, 423-432 (2002)) intitulée "Quantifying the risk posed by potential Earth impacts" rédigée par Steven R. Chesley (JPL), Paul W. Chodas (JPL), Andrea Milani (Univ. Pisa), Giovanni B. Valsecchi (IASF-CNR) et Donald K. Yeomans (JPL).

Inspiré par le nom de "Torino Impact Hazard Scale" (Echelle de Risque d'Impact de Turin), les auteurs ont proposé le nom de "Palermo Technical Impact Hazard Scale" (Echelle Technique de Risque d'Impact de Palerme), en reconnaissance de la contribution historique de l'Observatoire de Palerme à la science des astéroïdes, à savoir la première découverte d'un astéroïde, tout comme la reconnaissance du lieu de la Conférence internationale "Asteroids 2001" où les auteurs ont présenté pour la première fois leurs travaux.

L'échelle de Palerme prend en considération des données tels que la probabilité de l'impact, l'énergie cinétique estimée, et le temps (en années) restant jusqu'au moment de la probabilité d'impact. Une valeur inférieure à -2 indique des événements pour lesquels il n'y a aucune conséquence probable. Une valeur comprise entre -2 et 0 signifie que la situation mérite une surveillance particulière. Une valeur positive sur l'échelle de Palerme indiquerait une situation méritant un certain niveau d'inquiétude.

L'échelle de Palerme compare la probabilité de l'impact potentiel détecté avec le risque moyen posé par des objets de même taille ou plus grand au cours des années jusqu'à la date de l'impact potentiel. Ce risque moyen d'impacts aléatoires est le risque ambiant. Par convention l'échelle est logarithmique. Ainsi, par exemple, une valeur de -2 sur l'échelle de Palerme indique que l'événement d'impact potentiel détecté a seulement 1% de chance de se produire dans les années à venir par rapport à un événement aléatoire ambiant; une valeur de 0 indique que l'événement est tout simplement aussi menaçant qu'un risque ambiant; et une valeur de +2 indique un événement qui est 100 fois plus probable qu'un impact ambiant par un objet au moins aussi grand avant la date de l'impact potentiel en question.

Copyright (c) 1999 Richard P. Binzel, Massachusetts Institute of Technology.

Une échelle similaire mais moins complexe, l'échelle de Turin (Torino Scale), est utilisée pour des descriptions simples. L'échelle de Turin (révisée en 2005) est conçue pour communiquer au public le risque associé à une future approche de la Terre par un astéroïde ou une comète. Cette échelle, qui a des valeurs de nombre entier de 0 à 10, prend en compte l'énergie prévue d'impact ainsi que la probabilité que l'événement se produise réellement.

Moins médiatique mais beaucoup plus précise, l'échelle de Palerme est employée par les spécialistes dans ce domaine pour quantifier en détail l'état de dangerosité, calculé en fonction des éléments orbitaux connus du corps supposé rencontrer la Terre.

Une grande partie de l'utilité pour les spécialistes de l'échelle de Palerme tient dans sa capacité d'évaluer soigneusement le risque posé par les événements menaçants du niveau 0 de l'échelle de Turin, laquelle comprend presque tous les impacts potentiels détectés jusqu'ici. Le classement par ordre de priorité de l'échelle de Palerme permet de mieux évaluer le degré d'attention, par le biais d'observations ou d'analyses, que doit susciter l'objet. Cette échelle autorise des valeurs négatives ou positives, et incorpore le délai entre l'époque actuelle et l'impact potentiel prévu, tout comme l'énergie de l'impact de l'objet et la probabilité de se produire.

Puisque l'échelle de Palerme est continue et dépend du nombre d'années jusqu'à l'impact potentiel, il n'y a aucune conversion possible entre les deux échelles. Cependant, en général, si un événement s'élève au-dessus du niveau ambiant, il atteindra une valeur supérieure à 0 aussi bien sur l'échelle de Palerme que sur l'échelle de Turin.

L'échelle de Palerme (PS) est le logarithme de base 10 du risque relatif.

PS = log₁₀ R.

Le risque relatif R est donné par

R = P_I / (f_B × DT),

où P_I est la probabilité d'impact de l'événement en question et DT est le délai jusqu'à l'événement potentiel, mesuré en années.

La fréquence annuelle d'impact ambiant,

f_B = 0.03 × E^-4/5

est la probabilité annuelle d'un événement d'impact avec une énergie (E, en mégatonnes de TNT) au moins aussi grande que l'événement en question.

La valeur cumulative de l'échelle de Palerme reflète la gravité de l'ensemble des solutions de collisions potentielles détectées. C'est le logarithme de base 10 de la somme des valeurs individuelles de risque relatif.

PS_cum = log₁₀ (10^PS1 + 10^PS2 + 10^PS3 + ...)

Un total similaire peut être fait pour le risque relatif posé par un ensemble d'objets.

La quantification du risque dépend de la connaissance que nous avons des paramètres du corps concerné, et ceux-ci évoluent en fonction des nouvelles observations permettant d'affiner la trajectoire de l'astéroïde ou de mieux définir ses dimensions.

La détermination précise de l'orbite des astéroïdes récemment découverts dépend principalement du nombre d'observations de l'objet en question, et de la précision des observations. Et en règle générale, quelques semaines de données d'observations ne sont pas suffisantes pour conclure à la probabilité d'un risque d'impact dans les années à venir. Et il convient de rappeler qu'une" probabilité de risque d'impact" est un "état de ce qui est possible compte-tenu de notre connaissance actuelle de l'objet" et ne signifie pas "prévision d'impact", comme on peut le lire encore trop souvent. Quand bien même, si la probabilité d'une rencontre d'un astéroïde avec notre planète s'avérait être de 1 sur 100, la probabilité que la rencontre n'ait pas lieu est de 99 pour 100 !

L'orbite de l'objet est déterminée à partir d'un ensemble de positions (Ascension droite/Déclinaison). Les observations sont en général précises à 0,5 seconde d'arc, avec toutefois des variations selon la taille des pixels utilisés dans les détecteurs CCD : quelques observatoires ont une précision de seulement 1 seconde d'arc. Puisqu'il peut y avoir quelques erreurs dans les observations, il y aura des incertitudes dans la détermination de l'orbite de l'objet. L'incertitude dans les éléments orbitaux dépend également du nombre d'observations et de la période sur laquelle elles s'étendent. Plus les observations couvrent une période importante, et plus elles sont nombreuses, meilleure est la détermination de l'orbite et moins grande est l'incertitude.

Dans les premiers temps qui suivent la découverte d'un nouvel astéroïde, les astronomes calculent sa trajectoire à partir des premières observations de l'objet, malgré les incertitudes pouvant exister. Dans un certain nombre de cas, certains astéroïdes montrent de prime abord une trajectoire pouvant croiser ou s'approcher de celle de notre planète à plus ou moins long terme. La connaissance précise de la trajectoire de ces astéroïdes de type géocroiseur est donc primordiale pour évaluer avec précision le risque encouru. Ainsi, dans un premier temps, il est fréquent qu'un objet de ce type monte rapidement sur l'échelle de danger potentiel. Mais, au fur et à mesure que de nouvelles observations sur la position de l'objet sont effectuées, la détermination de l'orbite devient de plus en plus précise et la grande majorité des objets classés initialement comme pouvant représenter un risque sont éliminés plus ou moins rapidement de la liste.

- Le géocroiseur (89959) 2002 NT7 a été le premier objet a atteindre une valeur positive sur l'échelle de Palerme, avec une valeur de 0,06 indiquant une menace plus élevée que le risque ambiant, avec une faible probabilité d'impact en 2019. En Juillet 2002, à la suite d'observations complémentaires de l'objet, la valeur a été abaissée à -0.25. Le premier Août 2002, l'astéroïde 2002 NT7 a été retiré de la liste des objets représentant une menace, celui-ci n'étant plus considéré comme pouvant présenter un risque pour les 100 prochaines années.

- Pendant une brève période fin 2004, l'astéroïde 99942 Apophis, connu à l'époque sous la dénomination provisoire de 2004 MN4, détenait la plus haute valeur sur l'échelle de Palerme, avec une valeur de 1.10 pour une possible collision en 2029. Avec les observations supplémentaires, la possibilité d'un impact avec cet astéroïde d'environ 250 mètres de diamètre pour 2029 a été éliminée. Après avoir été placé au niveau 1, puis au niveau 2 et provisoirement au niveau 4 de l'échelle de Turin, le risque a été ramené à la baisse et l'objet a été reclassé en risque 1, puis au niveau 0 sur cette même échelle. Les calculs ont montré qu'Apophis passera très près de la Terre le 13 Avril 2029, à environ 34 700 km du centre de la Terre (soit 28 000 km de la surface terrestre). Ce passage rapproché aura pour conséquence une légère modification de sa trajectoire par l'attraction gravitationnelle de la Terre, et une incertitude sur sa trajectoire ultérieure. En conséquence, fin 2006, l'objet présente encore une valeur cumulative de -2.52 sur l'échelle de Palerme en raison d'un possible événement en 2036. L'objet n'étant plus observable depuis Mai 2006, les observations radar qui seront conduites dès la réappartion de l'astéroïde, en Janvier 2013, permettront d'affiner encore plus précisément la trajectoire de l'objet pour les passages de 2029, 2037 ainsi que pour les suivants.

- Au premier Janvier 2007, l'astéroïde 2006 XG1 de 670 mètres de diamètre est classé à la valeur de -1.51 sur l'échelle de Palerme pour un risque en 2041, et au niveau 1 de l'échelle de Turin. Les observations supplémentaires qui seront effectuées au cours des prochains mois devraient avoir pour conséquence une révision à la baisse des risques potentiels encourus pour l'année en question.

- A l'heure actuelle, la valeur la plus élevée reste celle de 0.17 et est détenue par l'astéroïde (29075) 1950 DA, un géocroiseur d'un diamètre moyen de 1,1 km dont la future trajectoire est connue avec précision, pour une possible collision en Mars 2880.

Arecibo image radar

de 1950 DA le 04 Mars 2001,

depuis une distance de 0.052 UA

Crédit : S. Ostro (JPL)