L'impact d'un astéroïde DART a créé un impact de 10 000

Sep 09, 2023

John Timmer - 20 juillet 2023 à 21h37 UTC

La mission DART (Double Asteroid Redirect Test) de la NASA a été un succès du point de vue de la défense planétaire, car elle a réussi à déplacer l'orbite d'un astéroïde. Mais la mission comportait un élément scientifique, et nous sommes toujours en train de passer au crible les débris de la collision pour déterminer ce que l'impact nous dit sur l'astéroïde. C'est difficile en raison de la distance par rapport à l'astéroïde et de la faible quantité de lumière réfléchie par les débris.

Aujourd'hui, un article a été publié par une équipe qui a analysé les images des conséquences à l'aide du télescope spatial Hubble. Ils ont repéré des dizaines de rochers qui, collectivement, auraient constitué à l'origine 0,1 % de la masse de Dimorphos, la cible de DART. Et même s’ils s’éloignent tous très lentement du lieu de la collision, certains d’entre eux devraient pouvoir échapper à la gravité du double système d’astéroïdes.

Les images prises par DART juste avant sa disparition suggèrent que Dimorphos était un tas de décombres, un mélange de rochers, de petites roches et de poussière à peine maintenus ensemble par leur attraction gravitationnelle mutuelle. Alors, que se passe-t-il lorsqu’un objet relativement solide, comme le vaisseau spatial DART, percute un astéroïde à grande vitesse ?

Pendant un certain temps, la réponse a été « beaucoup de poussière ». Les premières images montrent une grande quantité de matière s'échappant de l'astéroïde, se propageant dans l'espace et formant une longue « queue » repoussée par la pression de rayonnement du Soleil. Mais, avec le temps, les débris se sont suffisamment dissipés pour que Hubble puisse obtenir une image claire de tous les objets plus gros qui avaient été obscurcis par la poussière, ou plutôt un certain nombre d'images claires.

Le défi est que ces objets plus gros seraient encore assez petits et refléteraient très peu la lumière du soleil. En conséquence, ils apparaissent généralement comme de petits points de lumière et semblent impossibles à distinguer des rayons cosmiques frappant le détecteur ou des étoiles d'arrière-plan qui se déplacent dans le champ de vision de Hubble pendant l'imagerie.

Ainsi, les images de Hubble devaient avoir une exposition longue pour capturer suffisamment de lumière, et les chercheurs ont combiné plusieurs expositions prises par Hubble à différents points de son orbite autour de la Terre (ce qui les a obligés à réorienter l'image pour qu'elles montrent toutes la zone équivalente de le même angle). La lumière qui n’apparaissait que dans une ou quelques images a été supprimée, éliminant ainsi une partie du bruit.

Une fois les expositions combinées, les chercheurs ont pu identifier environ 40 objets se déplaçant avec le système Didymos/Dimorphos mais distincts de celui-ci. Seuls les plus brillants d’entre eux sont visibles sur les images individuelles.

En fonction de la quantité de lumière qu'ils réfléchissent, les chercheurs estiment que les rochers qu'ils voient mesurent entre 4 et 7 mètres de diamètre. Ceci est basé sur la réflectivité moyenne des astéroïdes parents ; évidemment, tout rocher plus sombre ou plus brillant perturbera ces estimations. Les chercheurs utilisent également une estimation de densité unique basée sur les astéroïdes intacts pour déterminer la masse probable des rochers. Collectivement, on estime qu’ils transportent environ 0,1 % de la masse de Dimorphos avant la collision.

En fonction de leur distance par rapport au lieu de l'impact, il a été possible d'estimer leurs vitesses. Et ils sont tous très lents. Même les rochers les plus rapides se déplacent à moins d’un mètre par seconde, ce qui signifie qu’il faut environ quatre heures pour parcourir un kilomètre depuis le site d’impact. Et les plus lents ne représentent qu’une fraction de cette vitesse.

Mais étant donné la gravité incroyablement faible du système à double astéroïde dont ils sont issus, les objets à vitesse plus élevée pourront échapper à l’attraction gravitationnelle. En fait, la population de rochers peut être grossièrement divisée en deux, la moitié la plus rapide ayant atteint la vitesse de fuite.

La combinaison de la masse et de la vitesse a permis aux auteurs d'estimer l'énergie cinétique totale emportée par la collision par ces roches. Comparée à l'énergie fournie par DART, elle est assez faible, à environ 0,003 % de l'énergie fournie par DART.

Puisque Dimorphos est un tas de décombres, il n'y a aucune raison de penser qu'ils sont le produit de DART qui a brisé une roche plus grosse lors de l'impact. Au lieu de cela, Dimorphos a été construit à partir de roches qui avaient été brisées par des collisions dans un passé lointain ; DART vient d'en libérer quelques-uns de la gravité des décombres. Sur la base des images de Dimorphos avant l'impact, les chercheurs estiment que les rochers auraient occupé collectivement environ 2 % de la surface de l'astéroïde. Cela concorde avec le fait que DART a fait exploser un cratère d'environ 50 mètres de diamètre.