L'ESO publie les clichés des objets les plus imposants de la ceinture d'astéroïdes située entre Mars et Jupiter

Publié par Redbran le 17/10/2021 à 13:00
Source: ESO
A la rencontre des 42: L'ESO publie les clichés de certains des astéroïdes les plus proéminents de notre Système Solaire

Grâce au Very Large Telescope de l'Observatoire Européen Austral (VLT de l'ESO) installé au Chili, des astronomes ont acquis les images de 42 des objets les plus proéminents de la ceinture d'astéroïdes située entre Mars et Jupiter. Cet échantillon (De manière générale, un échantillon est une petite quantité d'une matière, d'information, ou...) d'astéroïdes est le plus étendu et le mieux résolu dont nous disposions à ce jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la...). Les observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les...) révèlent une grande diversité de formes particulières, s'étendant de la sphère (En mathématiques, et plus précisément en géométrie euclidienne, une...) classique à l'os de chien (Le chien (Canis lupus familiaris) est un mammifère domestique de la famille des canidés,...), et permettent aux astronomes de retracer l'origine géographique des astéroïdes au sein de notre Système Solaire (Le système solaire est un système planétaire composé d'une étoile, le...).


Sur cette image figurent 42 des objets les plus imposants de la ceinture d'astéroïdes située entre Mars et Jupiter. La plupart d'entre eux ont des dimensions supérieures à 100 kilomètres (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système...) – Cérès et Vesta, avec leurs diamètres voisins de 940 et 520 kilomètres, constituent les astéroïdes les plus proéminents. A l'opposé ( En mathématique, l'opposé d’un nombre est le nombre tel que, lorsqu’il est à...) figurent Urania et Ausonia, dont les diamètres n'excèdent pas les 90 kilomètres.
Les images des astéroïdes ont été acquises au moyen de l'instrument SPHERE (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet Research) installé sur le Very Large Telescope (Le Very Large Telescope (VLT) est un ensemble de 4 télescopes principaux et 4 auxiliaires...) de l'ESO. Crédit: ESO/M. Kornmesser/Vernazza et al./MISTRAL algorithm (ONERA/CNRS)

L'acquisition (En général l'acquisition est l'action qui consiste à obtenir une information ou à acquérir un...), au moyen des télescopes terrestres, des images détaillées de ces 42 objets constitue une formidable avancée dans l'étude des astéroïdes, et contribue à répondre à la question de la Vie (La vie est le nom donné :), de l'Univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.), et du Tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) (1).

“Jusqu'à présent, seuls trois grands astéroïdes de la ceinture principale, Cérès, Vesta et Lutétia, avaient été imagés avec un niveau de détail élevé, lorsque leurs chemins avaient croisé celui des sondes spatiales Dawn de la NASA (La National Aeronautics and Space Administration (« Administration nationale de...) et Rosetta de l'Agence Spatiale (Une agence spatiale est un organisme d'État ayant pour but d'étudier l'Espace et de développer...) Européenne”, précise Pierre Vernazza du Laboratoire d'Astrophysique (L’astrophysique (du grec astro = astre et physiqui = physique) est une branche...) de Marseille, France, auteur principal de l'étude sur les astéroïdes publiée ce jour au sein de la revue Astronomy & Astrophysics. “Nos observations à l'ESO ont délivré des images nettes d'un nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre...) de cibles nettement supérieur - 42 au total”.

Le faible nombre d'observations détaillées d'astéroïdes dont nous disposions jusqu'alors nous empêchait d'accéder à leurs caractéristiques principales que sont leur forme 3D ou leur densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la...). Entre 2017 et 2019, Vernazza et son équipe ont entrepris de combler cette brèche ( La Brêche ou Brèche est une rivière française située dans le département de l'Oise. La...) en menant une étude approfondie des principaux corps de la ceinture d'astéroïdes.

La plupart des 42 objets composant leur échantillon présentent des dimensions supérieures à 100 km. L'équipe a notamment imagé la quasi-totalité des astéroïdes de taille supérieure à 200 kilomètres - 20 sur les 23 recensés. Les deux objets les plus imposants de l'étude sont Cérès et Vesta, dont les diamètres avoisinent les 940 et 520 kilomètres. A l'opposé, Urania et Ausonia, dont les diamètres n'excèdent pas les 90 kilomètres, constituent les deux plus petits astéroïdes de l'échantillon.


Cérès et Vesta
Ces images ont été acquises au moyen de l'instrument SPHERE (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet Research) installé sur le Very Large Telescope de l'ESO, dans le cadre d'un programme d'étude de 42 des plus grands astéroïdes de notre Système Solaire. Elles montrent Cérès et Vesta, les deux objets les plus proéminents de la ceinture d'astéroïdes située entre Mars et Jupiter, dont les diamètres avoisinent les 940 et 520 kilomètres respectivement. Ces deux astéroïdes sont également les plus massifs de l'échantillon constitué. Crédit: ESO/Vernazza et al./MISTRAL algorithm (ONERA/CNRS)


Ausonia et Urania
Ces images ont été acquises au moyen de l'instrument SPHERE (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet Research) installé sur le Very Large Telescope de l'ESO, dans le cadre d'un programme d'étude de 42 des plus grands astéroïdes de notre Système Solaire. Elles montrent Ausonia et Urania, les deux plus petits objets de l'échantillon constitué, dont les diamètres n'excèdent pas les 90 kilomètres. Crédit: ESO/Vernazza et al./MISTRAL algorithm (ONERA/CNRS)

En reconstruisant les formes des objets, l'équipe s'est aperçue que les astéroïdes étudiés se répartissaient en deux groupes distincts. Certains présentent un aspect quasi parfaitement sphérique, tels Hygiea et Cérès. D'autres en revanche arborent une forme particulière, étirée, à l'image de Kleopatra, semblable à un os de chien.

En combinant les formes des astéroïdes avec les informations concernant leurs masses, l'équipe a pu constater la grande diversité de densités au sein de l'échantillon. Les quatre astéroïdes présentant la plus faible densité, parmi lesquels figurent Lamberta et Sylvia, affichent des densités voisines de 1,3 grammes par centimètre (Un centimètre (symbole cm) vaut 10-2 = 0,01 mètre.) cube (En géométrie euclidienne, un cube est un prisme dont toutes les faces sont carrées....) - proches de celle du charbon. Les astéroïdes les plus denses en revanche, tels Psyche et Kalliope, affichent des densités de 3,9 et 4,4 grammes par centimètre cube, soit des valeurs supérieures à la densité du diamant (Le diamant est un minéral composé de carbone (tout comme le graphite et la...) (3,5 grammes par centimètre cube).


Sylvia et Lamberta
Ces images ont été acquises au moyen de l'instrument SPHERE (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet Research) installé sur le Very Large Telescope de l'ESO, dans le cadre d'un programme d'étude de 42 des plus grands astéroïdes de notre Système Solaire. Elles montrent Sylvia et Lamberta, deux des astéroïdes les moins denses de l'échantillon constitué. Leur densité avoisine 1,3 gramme (Le gramme est une unité de masse du Système international (l'unité de base est le kilogramme) et...) par centimètre cube, soit celle du charbon. Crédit: ESO/Vernazza et al./MISTRAL algorithm (ONERA/CNRS)


Kalliope et Psyche
Ces images ont été acquises au moyen de l'instrument SPHERE (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet Research) installé sur le Very Large Telescope de l'ESO, dans le cadre d'un programme d'étude de 42 des plus grands astéroïdes de notre Système Solaire. Elles montrent Kalliope et Psyche, les deux objets les plus denses de l'échantillon constitué, dont les densités avoisinent les 4,4 et 3,9 grammes par centimètre cube, respectivement. Ces valeurs sont supérieures à la densité du diamant (3,5 grammes par centimètre cube). Crédit: ESO/Vernazza et al./MISTRAL algorithm (ONERA/CNRS)

Cette grande disparité en terme de densité suggère de réelles différences de composition entre les astéroïdes de l'échantillon, et offre aux astronomes d'importants indices concernant leurs origines respectives. "Nos observations confortent l'hypothèse d'une migration substantielle de ces corps depuis l'époque de leur formation. En d'autres termes, de telles différences de composition témoignent de la formation de ces objets en des régions distinctes du Système Solaire" explique Josef Hanus de l'Université Charles de Prague (L'Université Charles de Prague (en tchèque : Univerzita Karlova v Praze, en...) en République Tchèque, l'un des auteurs de l'étude. En particulier, les résultats de ces observations confirment l'hypothèse selon laquelle les astéroïdes caractérisés par une moindre densité se seraient formés au sein des régions les plus reculées, soit au-delà de l'orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps...) de Neptune, puis auraient migré en direction de leurs emplacements actuels.

Ces découvertes ont été permises par l'extrême sensibilité de l'instrument SPHERE (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet Research) installé sur le VLT de l'ESO (2). "Le gain en performance de SPHERE, combiné à notre connaissance restreinte de la forme des plus gros astéroïdes peuplant la ceinture principale, nous ont permis d'effectuer de substantiels progrès dans ce domaine" ajoute Laurent Jorda du Laboratoire d'Astrophysique de Marseille, co-auteur de l'étude.


Figuration des 42 astéroïdes de notre Système Solaire et de leurs orbites
Sur cette affiche figurent 42 des objets les plus proéminents de la ceinture d'astéroïdes située entre Mars et Jupiter (les orbites ne sont pas à l'échelle). Les images des objets situés en périphérie (Le mot périphérie vient du grec peripheria qui signifie circonférence. Plus...) de cette infographie (L'infographie (aussi appelée faussement image de synthèse, terme qui se rapporte plus...) ont été acquises au moyen de l'instrument SPHERE (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet Research) qui équipe le Very Large Telescope de l'ESO. L'échantillon d'astéroïdes se compose de 39 objets dont les diamètres excèdent les 100 kilomètres – 20 d'entre eux ont des dimensions supérieures à 200 kilomètres. L'affiche met en lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil...) certains de ces objets, parmi lesquels Cérès (l'astéroïde (Un astéroïde est un objet céleste dont les dimensions varient de quelques dizaines...) le plus grand de la ceinture), Urania (le plus petit corps imagé), Kalliope (dont la densité surpasse celle des autres objets) et Lutétia, que croisa la sonde Rosetta (Rosetta est une sonde spatiale conçue par l'Agence spatiale européenne (ESA), ayant pour objectif...) de l'Agence Spatiale Européenne (L’Agence spatiale européenne (ASE) (en anglais European Space Agency : ESA) est...). Crédit: ESO/M. Kornmesser/Vernazza et al./MISTRAL algorithm (ONERA/CNRS)

Les astronomes seront en mesure d'acquérir les images détaillées d'un plus grand nombre d'astéroïdes lorsque l'ELT (Extremely Large Telescope), actuellement en cours de construction au Chili, entrera en service à la fin de cette décennie (Une décennie est égale à dix ans. Le terme dérive des mots latins de decem « dix »...). "Les observations des astéroïdes de la ceinture principale au moyen de l'ELT nous permettront d'étudier des objets de diamètres inférieurs, compris entre 35 et 80 kilomètres selon leur localisation spatiale, ainsi que des cratères de dimensions comprises entre 10 et 25 kilomètres" conclut Vernazza. "Disposer d'un instrument tel que SPHERE sur l'ELT nous permettrait même d'imager un semblable échantillon d'objets au sein de la Ceinture de Kuiper (La ceinture de Kuiper (parfois appelée ceinture d'Edgeworth-Kuiper, ['kœj.pər] en...). En d'autres termes, nous serons en mesure de caractériser l'histoire géologique d'un échantillon plus étendu de petits corps depuis la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...) de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance...)."

Notes:
(1) Dans le Guide du Routard Galactique de Douglas Adams (Douglas Noel Adams, né le 11 mars 1952 à Cambridge et décédé le...), le nombre 42 constitue la réponse à la "Question Ultime de la Vie, de l'Univers et du Tout". Ce 12 octobre 2021, nous célébrons le 42ème anniversaire de la publication de cet ouvrage.
(2) L'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection...) des observations ont été effectuées au moyen de ZIMPOL (Zurich IMaging POLarimeter), un polarimètre imageur, sous-système de l'instrument SPHERE qui opère dans le domaine visible.


A la rencontre de 42 astéroïdes de notre Système Solaire


Examen des cartes d'identité de huit astéroïdes de notre Système Solaire


Figuration de 42 astéroïdes dans notre Système Solaire et de leurs orbites
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