Les deux jets de poussière jaillissant de l’astéroïde Gault photographiés par le télescope spatial Hubble. © Nasa, ESA, K. Meech and J. Kleyna (University of Hawaii), O. Hainaut (ESO)

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Hubble observe un astéroïde en train de se désintégrer

ActualitéClassé sous :astéroïde , Hubble , observatoire Keck

L'astéroïde Gault a été surpris en flagrant délit d'activité, phénomène rarement observé pour ce type de corps céleste. Mais que lui est-il arrivé ? Hubble et d'autres télescopes terrestres ont mené l'enquête.

Alertés par les signes d'activités repérés en premier lieu par le télescope terrestre Atlas (Asteroid Terrestrial Impact System) à Hawaï début janvier 2019, les astronomes ont bondi sur l'occasion pour étudier cet évènement et sollicité dans la foulée du temps d'observation avec Hubble afin de caractériser les deux longues queues de débris. Ce n'est pas tous les jours en effet que l'on peut voir un astéroïde s'épancher de la sorte. Et l'avantage, dans un cas comme celui-ci, est que ces jets ouvrent une fenêtre sur sa composition sans qu'il soit besoin d'y aller, comme le fait remarquer Olivier Hainaut, chercheur à l'ESO« Nous avons juste à regarder l'image des queues diffuses et nous pouvons voir tous les grains de poussière triés par taille, explique-t-il. Tous les gros grains [approximativement de la taille de grains de sable, précise la Nasa] sont proches de l'objet et les plus petits grains [de la taille des grains de farine] sont les plus éloignés car poussés plus rapidement par la pression du soleil ».

Le jet de poussière le plus long s’étend sur plus de 800.000 kilomètres. Sa largeur est de quelque 4.800 kilomètres. Le plus petit a une longueur estimée à 200.000 kilomètres. L’astéroïde aurait commencé à se déliter il y a 100 millions d’années. © Nasa, ESA, K. Meech and J. Kleyna (University of Hawaii), O. Hainaut (ESO)

Qu’est-il arrivé à cet astéroïde ?

En tout cas, visiblement, 6478 Gault (c'est son nom) n'a pas été victime d'une collision. Les chercheurs qui ont examiné les images minutieusement n'en ont trouvé aucune trace. Pour eux, l'astéroïde de quatre kilomètres se délite peu à peu, victime de sa rotation rapide. Pourquoi ? La force centrifuge serait en passe de l'emporter sur la cohésion de l'ensemble. Et pour les auteurs de l'étude à paraître dans The Astrophysical Journal Letters, tout désigne l'effet Yorp (effet Yarkovsky-O'Keefe-Radzievskii-Paddack) comme coupable. La lumière infrarouge du Soleil qui le réchauffe augmente progressivement sa période de rotation. Il est « juste à la limite de deux heures » souligne Jan Kleyna, de l'université d'Hawaï, qui a participé à l'enquête. L'équipe estime que ces derniers mois, l'astéroïde s'est délesté d'assez de matière pour former une sphère de 150 mètres de matière.

Avec la participation de plusieurs observatoires terrestres qui n'ont pas manqué de sauter sur l'occasion pour suivre l'évolution de l'activité de Gault, les astronomes ont inféré que le premier jet de particules a été émis autour du 28 octobre 2018. Et le second, vers le 30 décembre. Leur analyse suggère que cela s'est produit par « petites rafales pouvant durer de quelques heures à quelques jours », révèle la Nasa. Les mesures indiquent que le plus long jet s'étend sur quelque 800.000 kilomètres et le plus petit sur environ 200.000.

Les astronomes restent aux aguets pour ne pas perdre une miette des prochains sursauts d'activité de Gault et aussi pour d'autres, connus (ils ne sont qu'une dizaine à ce jour) ou méconnus.

Pour en savoir plus

L'astéroïde P/2013 R3 se désagrège devant l'œil de Hubble

Article de Xavier Demeersman publié le 13 mars 2014

Un astéroïde découvert le 15 septembre 2013 arborant les attributs d'une comète a été suivi par Hubble durant plus de trois mois. Les scientifiques ont observé un corps se désagréger progressivement en une dizaine de gros morceaux. L'enveloppe de tout petits débris entourant ces gros fragments possède une masse estimée à 200.000 tonnes. L'effet Yorp est la piste privilégiée pour expliquer sa lente fragmentation débutée il y a vraisemblablement plus d'un an.

Au fil des semaines, l'astéroïde P/2013 R3 apparaît de plus en plus fragmenté. Les images capturées par la caméra grand champ WFC3 du télescope spatial Hubble montrent dix morceaux essaimant de longues traînées de poussières. Les quatre plus grands mesurent environ 180 m de diamètre. © Nasa, Esa, D. Jewitt (UCLA)

Traquant les astéroïdes et comètes en circulation dans notre système solaire, les programmes Catalina Sky Survey et Pan-Starrs ont épinglé le 15 septembre 2013 un petit corps céleste d'allure inhabituelle. Nommé P/2013 R3, il fut débusqué dans le vaste domaine de la ceinture d’astéroïdes, sur son orbite qui le sépare en moyenne de 480 millions de kilomètres de notre étoile. Apparaissant flou, il a été identifié comme un astéroïde de type carboné (type C), comme nombre de ses semblables dans cette région. Son comportement puis la fragmentation observée au cours des semaines qui ont suivi sa découverte ont attiré l'attention des chercheurs spécialisés.

Moins de deux semaines après la première observation, une équipe scientifique emmenée par David Jewitt (UCLA, États-Unis) obtenait des images avec l'un des télescopes géants (dix mètres de diamètre) de l'observatoire Keck à Hawaï. À leur grande surprise, le corps céleste nimbé d'un halo de poussières aussi grand que la Terre -- rappelant en cela l'atmosphère ou coma des comètes -- apparaissait cette fois fragmenté en trois gros morceaux. « Keck nous a montré que cette chose serait intéressante à regarder avec Hubble », raconte David Jewitt. Et en effet, dès le 29 octobre, l'acuité visuelle du télescope spatial leur a permis de distinguer pas moins de dix fragments prolongés chacun par une longue queue de poussières. La taille des quatre plus gros atteignait approximativement 180 m de longueur. Les chercheurs partagent leurs résultats dans un article déposé sur arxiv.

Cette illustration reprend le scénario le plus probable retenu par l'équipe de David Jewitt pour expliquer la fragmentation de l’astéroïde P/2013 R3 (200.000 tonnes). Le rayonnement solaire aurait progressivement accéléré sa rotation jusqu'à ce que l'agrégat de roches, âgé de plusieurs milliards d'années, se brise en morceaux comme l'a observé Hubble. © Nasa, Esa, D. Jewitt (UCLA), A. Feild (STScI)

Un astéroïde sous influence

Depuis le début de l'année 2013, l'astéroïde poursuit lentement mais sûrement sa désagrégation. Se dispersant à une vitesse moyenne de 1,6 km/h (soit une vitesse inférieure à celle d'un marcheur), les morceaux apparaissent de plus en plus nombreux sur les dernières images collectées. Pour expliquer la fragmentation de P/2013 R3, les astronomes excluent l'hypothèse des collisions avec un autre astéroïde. Soudaines et brutales, celles-ci ont des conséquences visibles sur la vélocité. Évoluant dans un milieu froid, bien au-delà de la limite de glace, les scientifiques ont également abandonné l'idée d'une sublimation de l'eau gelée qu'il pouvait contenir.

In fine, l'enquête privilégie davantage un certain « effet Yorp » comme principal responsable de la rupture de la cohésion du corps cosmique âgé de plusieurs milliards d'années. Un processus qui rappellera aux lecteurs le cas de P/2013 P5, un étrange astéroïde à six queues de poussières également étudié avec Hubble à la demande de David Jewitt, peu de temps après sa découverte le 27 août 2013. La pression du rayonnement solaire, aussi faible soit-elle, aurait dans les deux cas modifié leur destin en augmentant progressivement leur vitesse de rotation. Parce que la structure interne de P/2013 R3 était trop lâche pour résister à la force centrifuge, celui-ci est en plein éparpillement... Il s'agit d'une rare démonstration observée directement de l'effet Yorp.

Expulsés, les débris de l'astéroïde sont désormais voués à l'errance. Gageons que certains iront s'abîmer dans le Soleil, tandis que d'autres pourraient, un jour, s'échouer à la surface de la Terre ou d'une autre planète.

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