Hubble voit des rochers s’échapper de l’astéroïde Dimorphos

Les astéroïdes capricieux présentent un réel danger de collision avec la Terre. Les scientifiques estiment qu’un astéroïde mesurant plusieurs kilomètres de diamètre s’est écrasé sur Terre il y a 65 millions d’années et a anéanti les dinosaures, entre autres formes de vie, lors d’une extinction massive. Contrairement aux dinosaures, l’humanité peut éviter ce destin si nous commençons à nous entraîner à faire dévier un astéroïde s’approchant de la Terre.

C’est plus délicat que la façon dont cela a été décrit dans des films de science-fiction comme Deep Impact. Les planétologues doivent d’abord savoir comment les astéroïdes ont été assemblés. Volent-ils des tas de décombres de roches lâchement agglomérées, ou quelque chose de plus substantiel ? Cette information aiderait à fournir des stratégies sur la façon de dévier avec succès un astéroïde menaçant.

Dans un premier temps, la NASA a fait une expérience pour percuter un astéroïde afin de voir comment il est perturbé. L’impact du vaisseau spatial DART (Double Asteroid Redirection Test) sur l’astéroïde Dimorphos s’est produit le 26 septembre 2022. Les astronomes utilisant le télescope spatial Hubble continuent de suivre les conséquences de la collision cosmique.

Une surprise est la découverte de plusieurs dizaines de rochers soulevés de l’astéroïde après le fracas. Sur les images de Hubble, ils ressemblent à un essaim d’abeilles s’éloignant très lentement de l’astéroïde. Cela pourrait signifier que frapper un astéroïde s’approchant de la Terre pourrait entraîner la formation d’un groupe de rochers menaçants se dirigeant dans notre direction.

La chanson rock populaire de 1954 « Shake, Rattle and Roll » pourrait être le thème musical de la dernière découverte du télescope spatial Hubble sur ce qui arrive à l’astéroïde Dimorphos à la suite de l’expérience DART (Double Asteroid Redirection Test) de la NASA. DART a intentionnellement touché Dimorphos le 26 septembre 2022, modifiant légèrement la trajectoire de son orbite autour du plus gros astéroïde Didymos.

Les astronomes utilisant l’extraordinaire sensibilité de Hubble ont découvert un essaim de rochers qui ont peut-être été secoués de l’astéroïde lorsque la NASA a délibérément projeté le vaisseau spatial impacteur DART d’une demi-tonne sur Dimorphos à environ 14 000 miles par heure.

Les 37 rochers libres varient en taille de trois pieds à 22 pieds de diamètre, sur la base de la photométrie Hubble. Ils s’éloignent de l’astéroïde à un peu plus d’un demi-mile par heure, soit à peu près la vitesse de marche d’une tortue géante. La masse totale de ces rochers détectés est d’environ 0,1% de la masse de Dimorphos.

« C’est une observation spectaculaire – bien meilleure que ce à quoi je m’attendais. Nous voyons un nuage de rochers transportant de la masse et de l’énergie loin de la cible d’impact. Le nombre, la taille et la forme des rochers sont cohérents avec le fait qu’ils ont été renversés de la surface de Dimorphos par l’impact « , a déclaré David Jewitt de l’Université de Californie à Los Angeles, un scientifique planétaire qui a utilisé Hubble pour suivre les changements dans l’astéroïde pendant et après l’impact DART.

« Cela nous dit pour la première fois ce qui se passe lorsque vous frappez un astéroïde et que vous voyez des matériaux sortir jusqu’aux plus grandes tailles. Les rochers sont parmi les choses les plus faibles jamais imagées à l’intérieur de notre système solaire. »

Jewitt dit que cela ouvre une nouvelle dimension pour étudier les conséquences de l’expérience DART en utilisant le prochain vaisseau spatial Hera de l’Agence spatiale européenne, qui arrivera sur l’astéroïde binaire à la fin de 2026. Hera effectuera une étude détaillée post-impact de l’astéroïde ciblé.

« Le nuage de rochers sera toujours en train de se disperser quand Hera arrivera », a déclaré Jewitt. « C’est comme un essaim d’abeilles en expansion très lente qui finira par se propager le long de l’orbite de la paire binaire autour du soleil. »

Les rochers ne sont probablement pas des morceaux brisés du petit astéroïde causé par l’impact. Ils étaient déjà dispersés sur la surface de l’astéroïde, comme en témoigne la dernière photo en gros plan prise par le vaisseau spatial DART deux secondes seulement avant la collision, alors qu’il n’était qu’à sept milles au-dessus de la surface.

Jewitt estime que l’impact a secoué deux pour cent des rochers à la surface de l’astéroïde. Il dit que les observations de rochers par Hubble donnent également une estimation de la taille du cratère d’impact DART. « Les rochers auraient pu être extraits d’un cercle d’environ 160 pieds de diamètre (la largeur d’un terrain de football) à la surface de Dimorphos », a-t-il déclaré. Hera finira par déterminer la taille réelle du cratère.

Il y a longtemps, Dimorphos s’est peut-être formé à partir de matériaux rejetés dans l’espace par le plus gros astéroïde Didymos. Le corps parent a peut-être tourné trop rapidement ou a pu perdre du matériel à la suite d’une collision avec un autre objet, entre autres scénarios. Le matériau éjecté a formé un anneau qui a fusionné par gravité pour former Dimorphos. Cela en ferait un tas de décombres volants de débris rocheux maintenus ensemble par une force de gravité relativement faible. Par conséquent, l’intérieur n’est probablement pas solide, mais a une structure qui ressemble plus à une grappe de raisin.

On ne sait pas comment les rochers ont été soulevés de la surface de l’astéroïde. Ils pourraient faire partie d’un panache d’éjecta photographié par Hubble et d’autres observatoires. Ou une onde sismique de l’impact peut avoir secoué l’astéroïde – comme frapper une cloche avec un marteau – en secouant les décombres de la surface.

« Si nous suivons les rochers dans les futures observations de Hubble, nous aurons peut-être suffisamment de données pour déterminer les trajectoires précises des rochers. Et nous verrons ensuite dans quelles directions ils ont été lancés depuis la surface », a déclaré Jewitt.

Les conclusions sont publiées dans Les lettres du journal astrophysique.