En septembre dernier, la NASA a délibérément écrasé un vaisseau spatial sur Dimorphos, une roche spatiale de 160 m de large en orbite autour d’un astéroïde plus gros nommé Didymos. Le but de la mission, appelée DART (Double Asteroid Redirection Test), était de démontrer la capacité de l’humanité à rediriger les astéroïdes dangereux loin de la Terre. Cette partie de la mission a été un succès au-delà de toutes les attentes.
Mais les scientifiques en apprennent désormais davantage sur les origines des deux astéroïdes. Une étude maintenant posté sur le arXiv Le serveur de préimpression, mené à la suite de l’impact de DART, a révélé que Dimorphos est fabriqué à partir du même matériau que Didymos et que la paire d’astéroïdes provenait probablement d’un seul corps.
L’impact du DART a projeté un important nuage de débris loin de Dimorphos. Le nuage initial, constitué de poussières fines et de matières gazeuses contenant des traces de sodium et de potassium, s’est rapidement étendu et s’est éloigné du système. Il s’est dispersé en quelques minutes. Un deuxième nuage de débris plus lourds a toutefois persisté pendant des mois. À l’aide du télescope IRTF de 3 m de la NASA à Hawaï, une équipe de recherche a observé ce nuage de débris secondaires pendant une semaine après l’impact, observant son évolution et sa propagation. Ce qu’ils ont découvert, c’est que la signature spectroscopique des débris de Dimorphos correspondait à celle de Didymos avant l’impact.
En d’autres termes, les deux astéroïdes étaient constitués du même matériau : du silicate (un composé de silicium et d’oxygène).
Avant l’impact de DART, seulement environ 5 % de la lumière du système provenait de Dimorphos. Il a été considérablement éclipsé par son plus grand partenaire Didymos, ce qui rend incroyablement difficile l’obtention d’observations spectrales distinctes du petit astéroïde. Cependant, après l’impact, l’ensemble du système s’est considérablement éclairé et les débris, à leur maximum, ont contribué à plus de 64 % de la lumière atteignant les télescopes terrestres depuis le système. Cette brillante lueur a permis d’étudier la composition du nuage de débris de Dimorphos.
L’équipe de recherche a remarqué que les débris étaient constitués en grande partie de matériaux plus lourds et de roches plus grosses, car le vent solaire repoussait rapidement les grains plus petits. Cela semble contraster avec la matière à la surface de Didymos, qui, selon les chercheurs, est composée principalement de petits grains – une prédiction que la prochaine mission HERA de l’Agence spatiale européenne pourra confirmer.
Donc, si Didymos et Dimorphos sont constitués du même matériau, comment ont-ils fini par devenir des astéroïdes distincts ?
La théorie principale est appelée le modèle de « perturbation rotationnelle » :
« Les astéroïdes dont le diamètre est inférieur à quelques dizaines de kilomètres peuvent se perturber car leur rotation rapide exerce une tension sur leur faible résistance interne, ce qui entraîne l’éjection de matériaux qui se mettent en orbite et finissent par s’accumuler dans un satellite », expliquent les chercheurs.
En tant que petit astéroïde à rotation rapide, Didymos est un bon candidat pour ce modèle. Il a presque certainement éjecté des particules en orbite autour de lui. Il partage également une géométrie commune aux astéroïdes binaires : sphérique avec un renflement autour de l’équateur. Cette géométrie ne fait que renforcer les arguments en faveur du modèle de perturbation rotationnelle.
Avec les nouvelles données collectées après l’impact de DART, l’affaire est plutôt bien close. Le fait que la signature spectrale soit identique entre Didymos et Dimorphos suggère fortement qu’ils sont originaires d’un seul corps. Au fil du temps, l’astéroïde à rotation rapide a envoyé de la matière en orbite, qui s’est ensuite rassemblée pour former la petite lune appelée Dimorphos. Il y est resté pendant des éternités, jusqu’à ce que DART interrompe son chemin et lui donne une nouvelle orbite (et nous donne une occasion unique de l’étudier).
Plus d’information:
David Polishook et al, Observations spectrales proche infrarouge du système Didymos – Evolution quotidienne avant et après l’impact DART, indique que Dimorphos est originaire de Didymos, arXiv (2023). DOI : 10.48550/arxiv.2311.00421