(Crédit image : NASA/Johns Hopkins APL)
Des Astéroïdes aux Formes Étranges : Une Nouvelle Étude Éclaire le Mystère
Les formes atypiques des petits astéroïdes Dimorphos et Selam ont longtemps intrigué les astronomes. Cependant, une étude récente apporte enfin des réponses sur l’origine de ces formes singulières, suggérant que ces « moonlets » pourraient être plus fréquents que ce que l’on pensait auparavant.
Les Astéroïdes Binaires : Un Phénomène Fréquent
Les astéroïdes binaires, qui sont des paires d’astéroïdes semblables à un mini-système Terre-Lune, sont relativement courants dans notre voisinage cosmique. Parmi eux se trouve le duo Didymos-Dimorphos, qui a été au centre de la mission DART de la NASA en 2022. Des recherches antérieures indiquent que ces astéroïdes binaires se forment lorsqu’un astéroïde « parent », constitué de débris rocheux, tourne si rapidement qu’il perd une partie de sa masse, qui se regroupe ensuite pour former un second astéroïde satellite ou « moonlet ».
Des Formes Inhabituelles
La majorité des moonlets présentent une forme de ballon de football, décrite comme « prolate ». Cependant, certains, comme Dimorphos avant l’impact de DART, avaient une forme d’« oblate sphéroïde », ressemblant à une pastèque aplatie. De plus, le nouvel astéroïde Selam, satellite de Dinkinesh, se distingue par sa structure composée de deux sphères rocheuses connectées.
Une Étude Révélatrice
Pour élucider ces formes étranges, John Wimarsson, étudiant à l’Université de Berne, et ses collègues ont élaboré deux séries de modèles informatiques détaillés. La première série a simulé les changements de forme des astéroïdes parents en rotation rapide, tandis que la seconde a supposé la formation d’un disque de débris autour de l’astéroïde parent. Les algorithmes ont ensuite suivi le mouvement des fragments sous l’influence gravitationnelle mutuelle et des collisions, permettant ainsi de former des agrégats.
Facteurs Déterminants des Formes des Moonlets
Les résultats, publiés le 20 juillet dans la revue Icarus, ont mis en évidence deux facteurs principaux influençant la forme finale d’un moonlet : la force gravitationnelle exercée par le parent et la nature des collisions avec d’autres objets rocheux dans le disque de débris. D’autres paramètres, comme la densité de l’astéroïde parent, jouent également un rôle crucial. Par exemple, des astéroïdes plus denses, comme Didymos, tournent plus vite, créant des disques de débris plus larges, ce qui entraîne la formation de moonlets plus éloignés du parent.
Le Limite de Roche et ses Implications
Les chercheurs ont découvert que les moonlets formés à une certaine distance du parent acquièrent généralement des formes prolate. À cette distance, appelée limite de Roche, la gravité du parent équilibre la force interne du moonlet, permettant à ce dernier de croître lentement par collisions avec d’autres débris. En revanche, les moonlets formés au-delà de cette limite prennent des formes oblate, car ils échappent à l’attraction gravitationnelle du parent, ce qui leur permet de croître de manière plus uniforme.
Collisions et Formes Finales
L’angle de collision entre deux moonlets précurseurs est également déterminant. Si les astéroïdes se heurtent latéralement, leur forme finale sera plus oblate. En revanche, une collision bord à bord, alignant leurs axes les plus longs, peut donner naissance à un objet bilobé, semblable à Selam.
Des Découvertes qui Élargissent notre Compréhension
Les résultats de cette étude vont au-delà de la simple explication des formes de Dimorphos et Selam. Étonnamment, près de la moitié des simulations ont produit des astéroïdes aux formes anormales, suggérant que ces particularités pourraient être plus courantes que prévu. Cependant, les technologies actuelles de détection des astéroïdes sont souvent biaisées, ce qui fait que les astéroïdes oblate sont souvent négligés.
