Crédit d'image: Cornell
Selon des chercheurs de l'Université Cornell, les astéroïdes binaires - où un petit astéroïde orbite autour d'un plus gros - sont en fait assez communs dans les orbites traversant la Terre. Les chercheurs estiment que 16% des astéroïdes de plus de 200 mètres de diamètre ont un compagnon - jusqu'à présent, ils en ont trouvé cinq en utilisant deux des plus grands radiotélescopes du monde.
Les astéroïdes binaires - deux objets rocheux en orbite l'un autour de l'autre - semblent être communs sur les orbites de croisement de la Terre, selon les astronomes utilisant les deux télescopes radar astronomiques les plus puissants du monde. Et il est probable, disent-ils, que ces doubles systèmes d'astéroïdes se sont formés à la suite d'effets gravitationnels lors de rencontres rapprochées avec au moins deux des planètes intérieures, y compris la Terre.
Dans un rapport publié par la revue Science sur son site Web Science Express (11 avril 2002), les chercheurs estiment qu'environ 16% des soi-disant astéroïdes géocroiseurs (AEN) de plus de 200 mètres (219 verges) de diamètre sont susceptibles d'être des systèmes binaires, avec une taille relative d'environ trois à un des deux corps encerclants. À ce jour, cinq de ces systèmes binaires ont été identifiés par radar, explique le chercheur principal Jean-Luc Margot, O.K. Earl postdoctoral fellow à la Division des sciences géologiques et planétaires du California Institute of Technology.
Margot, qui, au moment des observations, était associée de recherche dans le groupe d'études planétaires / radar de l'Observatoire Arecibo de la National Science Foundation (NSF) à Porto Rico (géré par l'Université Cornell), dit que les résultats théoriques et de modélisation montrent les astéroïdes binaires semblent se former extrêmement près de la Terre - à une distance égale à quelques fois le rayon de la planète (6 378 kilomètres ou 3 963 milles). «Le fait qu'un sur six grands AEN soit un binaire et qu'ils survivent généralement de l'ordre de 10 millions d'années, implique que ces rencontres rapprochées doivent se produire fréquemment par rapport à la durée de vie des astéroïdes binaires», explique Margot.
L'article scientifique, «Astéroïdes binaires dans la population d'objets proches de la Terre», est co-écrit par Michael Nolan, chercheur associé à Arecibo; Lance Benner, Steven Ostro, Raymond Jurgens, Jon Giorgini et Martin Slade au Jet Propulsion Laboratory (JPL); et Donald Campbell, professeur d'astronomie à Cornell. Les observations ont été faites au télescope de poursuite Goldstone de 70 mètres de la NASA en Californie et à l'observatoire d'Arecibo.
Les AEN sont formés dans la ceinture d'astéroïdes, entre les orbites de Mars et Jupiter, et poussés par l'attraction gravitationnelle des planètes voisines, en grande partie Jupiter, dans des orbites qui leur permettent d'entrer dans le voisinage de la Terre. La plupart des astéroïdes sont les restes de l'agglomération initiale des planètes intérieures.
Les astronomes ont longtemps spéculé sur l'existence d'AEN binaires, basés en partie sur les cratères d'impact sur Terre. Sur environ 28 cratères d'impact terrestre connus d'un diamètre supérieur à 20 kilomètres, au moins trois sont des cratères doubles formés par les impacts d'objets de la même taille que les binaires récemment découverts. Les astronomes ont également noté les changements de luminosité de la lumière solaire réfléchie pour certains NEA, indiquant qu'un système double provoquait une éclipse ou une occultation de l'un par l'autre.
En 2000, Margot et ses co-chercheurs, à l'aide de mesures du radar Goldstone, ont découvert qu'un petit astéroïde d'environ 800 mètres de diamètre (un demi-mille), 2000 DP107 (découvert quelques mois auparavant par une équipe du Massachusetts Institute of Technology), était un système binaire. Des observations sur huit jours en octobre dernier avec le télescope Arecibo, beaucoup plus sensible, ont clairement établi les caractéristiques physiques des deux astéroïdes du DP107 ainsi que leur orbite l'une par rapport à l'autre. Le plus petit objet appelé secondaire, a-t-il été découvert, mesure environ 300 mètres (1000 pieds) de diamètre et tourne autour du plus gros astéroïde, le principal, toutes les 42 heures à une distance de 2,6 kilomètres (1,6 miles). Les deux astéroïdes semblent bloqués en rotation synchrone, les plus petits ayant toujours la même face orientés vers les plus grands.
Depuis cette observation, dit Margot, quatre autres AEN binaires ont été découverts, tous sur des orbites traversant la Terre et chacun avec un astéroïde principal significativement plus grand que le corps plus petit. «Le primaire tourne beaucoup plus rapidement que la plupart des NEA dans les cinq binaires découverts», explique Campbell de Cornell. L'article de Science Express spécule que la façon la plus probable de créer les binaires est par des rencontres rapprochées d'astéroïdes avec les planètes intérieures Terre ou Mars. Sur les cinq AEN binaires découverts à ce jour, aucun n'a d'orbite qui le rapproche du soleil comme Vénus ou Mercure.
Les NEA, essentiellement des tas de gravats maintenus ensemble par la gravité, sont sur des trajectoires qui les amènent à quelques milliers de kilomètres des planètes, où les forces de marée - essentiellement l'attraction de la gravité - peuvent augmenter la vitesse de rotation de l'astéroïde, le faisant voler une part. Les décombres éjectés se reforment ensuite en orbite autour du plus gros astéroïde.
«L'astéroïde tourne déjà très rapidement à l'approche de la planète. Un petit coup de pouce supplémentaire des forces de marée peut être suffisant pour dépasser ses limites de rupture, et il perd de la masse. Cette masse peut finir par former un autre objet en orbite autour de l'astéroïde. Pour l'instant, cela semble être l'explication la plus probable », explique Margot.
Il y a une raison importante pour étudier les astéroïdes binaires, dit Ostro du JPL: leur potentiel de collision avec la Terre. Connaissant la densité des soi-disant PHA (pour les astéroïdes potentiellement dangereux), observe-t-il, "est un apport extrêmement important à tout plan d'atténuation." Il dit: «Obtenir des densités NEA à partir d'un radar est très bon marché par rapport à obtenir une densité avec un vaisseau spatial. Bien sûr, la chose la plus importante à savoir sur une PHA est de savoir s'il s'agit de deux objets ou d'un seul, et c'est pourquoi nous voulons observer ces binaires avec un radar lorsque cela est possible. »
Margot note: «Le radar nous donne des mesures très précises de la taille des objets et de leur forme. Les mesures radar de la distance et de la vitesse de chaque composant nous permettent d'obtenir des informations précises sur leurs orbites. À partir de cela, nous pouvons obtenir la masse de chacun des objets permettant, pour la première fois, des mesures des densités NEA, un indicateur très important de leur composition et de leur structure interne. »
L'Observatoire Arecibo est exploité par le Centre national d'astronomie et d'ionosphère de Cornell dans le cadre d'un accord de coopération avec la NSF. La recherche a été soutenue par la NSF, la NASA fournissant un soutien supplémentaire pour le programme radar planétaire à Arecibo.
Source d'origine: communiqué de presse de Cornell
