dimanche 8 décembre 2019

Les cailloux éjectés par l’astéroïde Bennu


Les astéroïdes ne sont pas les corps inertes que l'on croit. La sonde OSIRIS-REx vient de montrer grâce à son imageur que Bennu, autour duquel elle évolue actuellement, projette de très nombreux petits cailloux de moins de 10 cm de diamètre. Les spécialistes ont été étonnés de voir ces cailloux visiblement éjectés de la surface par un mécanisme encore très mal compris. Une étude parue dans Science cette semaine.




OSIRIS-REx (Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, and Security—Regolith Explorer) a été envoyée par la NASA vers l’astéroïde (101955) Bennu (500 m de diamètre) pour l'étudier de près et en récupérer des échantillons. Dante Lauretta (Université de l'Arizona) et ses collaborateurs américains, canadiens et européens ont analysé les images obtenues par la sonde dès son approche de l'astéroïde. C'est dans ces premières images lors de son arrivée en orbite de l'astéroïde en janvier 2019 qu'ils ont décelé pour la première fois une myriade de petits corps d'à peine quelques centimètres de diamètre. Intrigués, car n'ayant pas observé de perte de masse sous forme de poussières chez Bennu auparavant, les chercheurs les ont suivis dans le temps pour comprendre leur trajectoire et leur origine possible.

Les images de la sonde indiquent en fait de multiples événements d'éjection discrets, avec des énergies différentes, résultant en des trajectoires différentes. Trois grosses éjections ont pu être caractérisées par les chercheurs "en direct": le 6 janvier (près de 200 cailloux éjectés), le 19 janvier et le 11 février 2019. En analysant les images successives enregistrées par le système de navigation de OSIRIS-REx, la localisation d'origine, le timing de l'éjection ainsi que la vitesse initiale d'éjection ont pu être caractérisés particule par particule (caillou par caillou). Ils ont aussi estimé la taille des petits corps en utilisant les caractéristiques d'albédo et de densité qui sont celles de Bennu. 

Les cailloux de diamètre inférieur à 10 cm sont éjectés de la surface de Bennu à une vitesse qui s'étale entre 0,05 et 3 m/s. En termes d'énergie, celle-ci s'étale entre 270 mJ pour l'événement du 6 janvier et 8 mJ pour celui du 11 février. Et les trois événements d'éjection de cailloux observés en direct provenaient de trois zones très éloignées sur la surface de l'astéroïde. Leur point commun est qu'ils ne montrent aucune différence notable avec le reste de la surface de Bennu... Ils ont cependant un autre point commun, qui est qu'ils sont tous les trois apparus en fin d'après-midi (entre 15h et 18h du temps solaire local).
Certains cailloux observés sont voués à retomber rapidement sur la surface de Bennu, d'autres semblent rester en orbite durant plusieurs jours, avec une orbite de plus de 1 km, tandis que d'autres encore sont définitivement éjectés et échappent à l'attraction gravitationnelle de l'astéroïde. 

Lauretta et ses collaborateurs tentent quelques scénarios de mécanismes plausibles pour expliquer ce phénomène surprenant : fracturation thermique (du fait des très forts gradients de température existant à la surface de Bennu au cours de sa rotation de 4,3h, entre -73° à +115°),  rejets de vapeur d'eau par déshydratation de phyllosilicates facilitant la fracturation, ou encore impacts de micrométéorites ou d'une partie des cailloux précédemment éjectés.
Les chercheurs classent donc désormais Bennu dans la catégorie des astéroïdes actifs, qui montrent un phénomène de perte de masse, quel qu'il soit. Ces astéroïdes actifs sont habituellement facilement visibles à distance par leurs éjections de poussières. Mais Bennu vient d'apporter la preuve que des astéroïdes actifs peuvent aussi être identifiés comme tels seulement après les avoir observés de très près. Ces observations d'éjections de cailloux depuis la surface de Bennu indiquent enfin que la collecte d'échantillon à sa surface sera peut-être plus facile que prévu. Celle-ci est programmée pour l'été 2020, avec un retour sur Terre en septembre 2023. A moins que OSIRIS-REx ne soit endommagée en passant par un méchant caillou...


Source

Episodes of particle ejection from the surface of the active asteroid (101955) Bennu
D. S. Lauretta et al.
Science  Vol. 366, Issue 6470, (06 Dec 2019)


Illustrations

1) Vue rapprochée de Bennu par OSIRIS-REx où l'on distingue une multitude de cailloux (NASA Goddard/University of Arizona)

2) Représentation des trajectoires des cailloux éjectés lors de l'épisode du 19 janvier 2019. La sonde est représentée par le point marron, située à 2 km du centre de masse de Bennu, le cône indique l'angle de vue de l'imageur de la sonde (Lauretta et al.)