Un impact de vaisseau spatial avec un astéroïde n’est pas l’approche habituelle de la science planétaire de la NASA, mais c’était néanmoins une possibilité.

Le 26 septembre, le vaisseau spatial DART (Double Asteroid Redirection Test) de la NASA s’est écrasé sur un petit astéroïde appelé Dimorphos pour tester la capacité technique des défenses de la Terre si nous étions sur une trajectoire de collision avec une grosse roche spatiale. Mais l’impact a également donné aux scientifiques planétaires un aperçu proche, bien que fugace, du plus petit astéroïde qu’un vaisseau spatial ait jamais visité.

« C’était très gratifiant de voir les données arriver », a déclaré Carolyn Ernst, planétologue au laboratoire de physique appliquée de l’Université Johns Hopkins et spécialiste de l’instrumentation pour l’instrument DART unique, à Space.com. « Tout le monde les étudiait avec avidité et était occupé à travailler dessus. »

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Il est trop tôt pour connaître l’astéroïde lui-même ; les scientifiques ne disposent de données DART que depuis quelques semaines et effectueront d’innombrables analyses avant de dire quoi que ce soit de trop confiant. « Vous pouvez faire beaucoup d’observations instantanées, mais il y a beaucoup de choses que vous devez assembler avant d’aller trop loin dans les deux sens », a déclaré Ernst.

Dimorphos, 525 pieds (160 mètres) de large, orbite autour d’un plus gros astéroïde appelé Didymos, qui mesure environ 2 560 pieds (780 mètres) de diamètre. Avant le lancement de DART en novembre 2021, les scientifiques se sont fait une idée de la forme des deux roches grâce à un radar planétaire reflétant un faisceau d’ondes radio provenant d’astéroïdes.

Alors que le vaisseau spatial DART volait vers sa destination finale, c’est tout ce que les scientifiques savaient sur la paire de roches.

Le seul outil DART, Didymos Reconnaissance and Asteroid Camera for Optical Navigation (DRACO), a pu changer cela. Pendant la majeure partie du voyage DART, les astéroïdes ressemblaient à un point brillant, mais environ 10 minutes avant l’impact, ce point a commencé à se transformer en deux mondes petits mais uniques.

Une caractéristique de Dimorphos se démarque dès que les scientifiques voient les dernières images DART avant l’impact : sa surface rocheuse, jonchée de rochers, de poussière et de tout ce qui se trouve entre les deux. Les engins spatiaux ont déjà vu une telle surface : la mission japonaise Hayabusa2 à Ryuga et la mission OSIRIS-REx de la NASA à Bennu ont exploré des amas rocheux, des mondes que les scientifiques appellent des astéroïdes « tas de décombres ».

« En raison du fait qu’il ressemble à de tels gravats, et à cause de ce que nous savons sur ces autres astéroïdes, je pense que beaucoup de gens imaginent qu’il s’agit d’une sorte de tas de gravats ou d’une sorte d’accumulation de pierres lâchement maintenues ensemble », a déclaré Ernst. a dit.

Le vaisseau spatial OSIRIS-REx de la NASA a pris cette image de l’astéroïde Bennu à l’aide d’un appareil d’imagerie MapCam le 12 décembre 2018. (Crédit image : NASA/Goddard/Université d’Arizona)

Cependant, DART n’a pas révélé l’intérieur de Dimorphos, donc l’apparence du tas de gravats peut ne pas être vraie. « Nous n’avons pas de moyen direct de mesurer l’intérieur », a déclaré Ernst. « L’intérieur pourrait-il être un tas d’objets plus gros avec des choses plus petites au-dessus d’eux ? Serait-ce à quoi cela ressemble à la surface? Nous n’avons pas une compréhension directe de cela.

La deuxième caractéristique de Dimorphos qui a frappé Ernst lors de l’approche DART était sa forme ovoïde, du moins vue sous l’angle de l’approche DART. « C’était moins irrégulier que ce à quoi je m’attendais », a-t-elle déclaré. «Les gens se réfèrent souvent aux astéroïdes comme à de grosses patates parce qu’ils ont beaucoup de formes irrégulières. Donc, dans ce sens, je pense qu’ils avaient une meilleure forme que ce à quoi je m’attendais.

Au fur et à mesure que l’analyse se poursuit, a ajouté Ernst, les scientifiques chercheront des indices pour savoir si la matière se déplace sur la surface de Dimorphos, ce qui pourrait rendre l’astéroïde relativement rond.

Les scientifiques peuvent également compter sur les informations de la mission Hera de l’Agence spatiale européenne, qui doit être lancée en 2024 sur une fusée SpaceX Falcon 9 et arriver à Dimorphos deux ans plus tard. Hera explorera l’astéroïde et les conséquences de la collision en trois dimensions et sans la précipitation de DART.

Un regard sur Didyme

La vue de DART sur le plus grand compagnon de Dimorphos, Didymos, était encore plus sommaire, car elle s’est glissée hors du champ de vision du vaisseau spatial vers la fin du rendez-vous. Mais les scientifiques planétaires étudient Didymos avec des données envoyées par DART.

« Nous avons des informations intéressantes et intrigantes sur Didymos avec lesquelles nous pouvons absolument faire de la science », a déclaré Ernst.

Même un aperçu a montré que Didymos et Dimorphos sont deux corps différents, malgré leur proximité. « La surface est définitivement différente de Dimorphos », a déclaré Ernst. «Vous pouvez certainement voir de gros rochers, en particulier sur les branches. Mais cela ne ressemble pas à un tas de rochers géant comme celui de Dimorphos.

En particulier, elle a noté que Didymos semblait montrer plus de variation dans la topographie entre les zones lisses et inégales par rapport à la surface rocheuse apparemment uniforme de Dimorphos.

Les différences entre Didymos et Dimorphos pourraient influencer la façon dont les scientifiques tentent d’expliquer la formation d’astéroïdes binaires. Une idée suggère que le corps principal peut tourner si vite que la matière en est soufflée, finissant par fusionner avec la lune ; la deuxième idée est que si l’astéroïde s’approche trop près d’une grande planète, la gravité de la planète pourrait arracher le matériau qui deviendrait la lune.

Les scientifiques pensent qu’environ 15% des astéroïdes proches de la Terre sont en fait des systèmes binaires, et parfois des astéroïdes, composés de trois parties.

Signification dans un désordre

Grâce à la conception de la mission DART, la disparition soudaine du vaisseau spatial n’a pas marqué la fin des données que les scientifiques peuvent utiliser pour comprendre Dimorphos.

Tout d’abord, DART a emmené avec lui un petit compagnon appelé Light Italian Cubesat for Asteroid Imaging (LICIACube), qui a été déployé quelques semaines avant l’impact. Le LICIACube était équipé de deux caméras et a survolé le site de l’accident environ trois minutes après l’arrivée du DART, dans l’espoir de détecter un cratère ou éventuellement des débris.

« Nous ne savions pas ce qu’ils montreraient lorsqu’ils se mettraient au travail », a déclaré Ernst. Mais les images de LICIACube ont montré que les débris sont des serpentins volant depuis Dimorphos. « Ces images, elles étaient assez vibrantes et incroyables. »

Un si grand nombre de fragments suggère que Dimorphos est composé de matériaux maintenus ensemble de manière relativement lâche; envisagez de lancer une balle de tennis dans un bac à sable plutôt que de rebondir sur le trottoir. Mais il y a aussi un inconvénient au caractère aléatoire de l’impact. Les images de LICIACube sont si pleines de débris que les scientifiques ne peuvent pas comprendre grand-chose sur la surface naturelle de l’astéroïde à partir des images.

Mais LICIACube n’était pas le seul témoin de DART. De plus, la mission a déployé des télescopes au sol et dans l’espace pour observer les conséquences de la collision DART.

La défense planétaire de la mission est devenue la responsabilité première de ces moniteurs. Si les humains découvrent un astéroïde qui menace de frapper la Terre, disent les experts de la défense planétaire, le rétrécissement de l’orbite de l’astéroïde autour du Soleil pourrait garantir que deux corps ne risquent plus d’essayer d’être au même endroit en même temps.

À cette fin, les télescopes se sont concentrés sur la détermination du temps qu’il faut maintenant à Dimorphos pour voler autour de Didymos. L’orbite de Dimorphos durait auparavant 11 heures et 55 minutes ; après l’impact, cette période a été réduite de 32 minutes. C’était la hauteur des attentes des scientifiques avant le lancement. Et puisque les débris volant au large de Dimorphos ont peut-être contribué au changement orbital, la diminution significative souligne la quantité de débris créés par DART.

Mais les observations en cours en disent également beaucoup aux scientifiques sur les astéroïdes en tant que roches spatiales, ainsi que sur ce qui se passe lorsque des astéroïdes entrent naturellement en collision.

En règle générale, le système Didymos est un seul point lumineux pour les télescopes au sol. Mais à peine deux jours après l’impact, une paire d’astéroïdes a développé une longue queue brillante semblable à une comète qui s’étendait sur 10 000 kilomètres dans l’espace.

Suite de la collision DART avec l’astéroïde Dimorphos, prise par le télescope SOAR deux jours après la collision. (Crédit image : NOIRLab)

Comme les images LICIACube, les observations de la queue suggèrent que DART a laissé un vrai gâchis. Alors que la pression de rayonnement du soleil poussait les débris dans la queue; ces débris reflétaient également la lumière du soleil, d’où la tache lumineuse.

« Fondamentalement, cela ressemble à une petite comète, une comète temporaire », a déclaré Ernst.

Les scientifiques ont pu observer le changement dans la queue pendant plusieurs semaines après l’impact DART. Le télescope spatial Hubble a été particulièrement important sur ce front, observant l’astéroïde 18 fois depuis l’impact et capturant la deuxième queue de Dimorphos, qui apparaît parfois aussi.

Dimorphos n’est pas le premier astéroïde à devenir une comète ; environ une roche spatiale sur 10 000 est un «astéroïde actif» avec des caractéristiques cométaires telles qu’une queue. Fait intéressant, les scientifiques pensaient déjà que ces schémas déroutants pouvaient se produire lorsqu’un impact naturel projette des débris à la surface d’un astéroïde.

Mais il reste encore beaucoup de travail à faire avant que les scientifiques ne soient prêts à tirer de grandes conclusions sur les astéroïdes sur la base de leurs vues sur Didymos et Dimorphos. « Je pense qu’il faudra un certain temps aux gens pour récupérer tout ce que cela signifie », a déclaré Ernst à propos de la queue.

Envoyez un e-mail à Meghan Bartels à [email protected] ou suivez-la sur Twitter @meghanbartels. Suivez-nous sur Twitter @Spacedotcom et sur Facebook.