L’étude des propriétés physiques des NEOs est nécessaire pour déterminer leur région d’origine et les mécanismes dynamiques qui les ont transportés sur leurs orbites actuelles. De plus, étant donné que les astéroïdes Apollo ont des orbites qui peuvent les conduire à entrer en collision avec la Terre, ils sont soupçonnés d’être les corps parents de certaines météorites, et une détermination précise de leurs propriétés physiques et de leur évolution dynamique peut permettre d’établir un lien entre météorites et astéroïdes. Les observations fondées sur les techniques spectroscopiques et sur les mesures d’albédo ont permis d’élaborer une classification des astéroïdes.
L’analyse des spectres de plusieurs centaines d’objets de la ceinture principale a ainsi permis de les classer en quinze types taxonomiques, dont les propriétés optiques de surface (donc la composition, dans la plupart des cas) sont différentes de l’un à l’autre. En ce qui concerne les NEOs, des observations similaires ont montré que presque tous les types taxonomiques des astéroïdes de la ceinture principale sont retrouvés dans la figure suivante ; mais la distribution de ces types taxonomiques est entachée par des difficultés observationnelles. Les objets de type C, par exemple, sont caractérisés par un faible albédo et sont plus difficiles à observer que les astéroïdes de taille similaire mais de type différent.
Cependant, la variété de types taxonomiques des NEOs indique que la composition de ces objets est diversifiée et suggère que ceux-ci ont des origines très variées, c’est-à-dire qu’ils peuvent provenir des régions internes, mais aussi des régions externes de la ceinture principale et qu’une source cométaire est possible.
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Taxonomie de NEOs. Environ 300 NEOs ont été observés dans le visible et les voici répartis en fonction de leur type spectral. On s’aperçoit que les astéroïdes de type S sont majoritaires. Ceci est du en partie à un biais observationnel. Les astéroïdes à plus haut albédo sont ‘plus’ observés que les astéroïdes ‘sombres’.
Ainsi, des mécanismes dynamiques ont pu transporter et mélanger dans la même région des objets dont les origines et les évolutions antérieures étaient différentes. Les diamètres des NEOs observés sont petits. Selon les estimations statistiques, environ 20 objets ont une taille supérieure à 5 kilomètres, 2 000 une taille supérieure à 1 kilomètre et 135 000 une taille supérieure à 100 mètres. L’absence d’objets de diamètre supérieur à 40 kilomètres est en accord avec l’idée que ces petits corps sont des fragments de plus gros astéroïdes, donc que les phénomènes collisionnels jouent un rôle important dans leur formation. Cette hypothèse fournit aussi une explication à leurs formes irrégulières et à la rugosité de leur surface indiquées par les observations radars. Les observations d’objets binaires ou accolés tels que (4179) Toutatis semblent indiquer notamment que certains NEOs sont des petits corps composites. De plus, la distribution bimodale de leurs périodes de rotation suggère que les NEOs ont des origines multiples et/ou qu’ils subissent des évolutions collisionnelles différentes.