Pourquoi certains astéroïdes en forme de toupie ont des lunes et d'autres pas ?

Publié par Redbran le 26/09/2022 à 13:00
Source: CNRS INSU
De nombreux astéroïdes ont une forme de toupie et sont généralement accompagnés d'une lune. Ces astéroïdes doubles représentent environ 15 % des petits astéroïdes. La forme de toupie est en principe la conséquence du processus qui conduit à la formation d'une lune (La Lune est l'unique satellite naturel de la Terre et le cinquième plus grand satellite du...). Or, des astéroïdes ayant cette forme, tels que les astéroïdes carbonés Bennu et Ryugu, visités par les sondes OSIRIS-REx (NASA) et Hayabusa2 (JAXA), n'ont pas de lune. Pourquoi est-ce le cas, en dépit de leur forme, et comment est-ce relié à leurs propriétés internes et à leurs évolutions ?


Cette mosaïque de Bennu a été créée à partir des observations faites par le vaisseau spatial OSIRIS-REx de la NASA (La National Aeronautics and Space Administration (« Administration nationale de...) qui était à proximité de l'astéroïde (Un astéroïde est un objet céleste dont les dimensions varient de quelques dizaines...) pendant plus de deux ans.
Crédits: NASA/Goddard/Université de l'Arizona

À partir des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...) de surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...) de l'astéroïde Bennu fournies par OSIRIS-REx, une équipe de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) internationale comprenant des scientifiques du CNRS-INSU a montré, par simulations numériques, que l'évolution de la structure interne (En France, ce nom désigne un médecin, un pharmacien ou un chirurgien-dentiste, à la...) et de la forme de Bennu, représenté comme un agglomérat de roches, est extrêmement sensible à sa résistance mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes...). Ses propriétés de surfaces impliquent nécessairement un intérieur hétérogène contenant des zones peu résistantes et des zones au contraire très résistantes. Son évolution empêche la formation d'une lune. D'autres chemins d'évolution structurelle d'astéroïdes toupies de propriétés internes différentes sont possibles. Celui trouvé pour Bennu, supposé valide pour les astéroïdes carbonés de faible densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la...) comme lui, explique l'absence de lune autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne...) de Bennu et Ryugu.

La population des astéroïdes doubles doit donc contenir une minorité de systèmes carbonés, ce qui est cohérent avec les observations. Cette étude démontre que les données de surface des sondes spatiales permettent d'en déduire des informations sur l'intérieur et sur l'évolution structurelle de l'astéroïde considéré, avec des implications fortes sur son histoire.

Laboratoires CNRS impliqués:
Laboratoire Lagrange (Lagrange - OCA)
Tutelles: CNRS / UCA (Uca est un genre de crabes de la famille des Ocypodidae. Il regroupe une centaine d'espèces de...) / OCA.


Modèle de structure interne montrant une distribution hétérogène de la cohésion interne (mesurée en Pascal). Cette structure interne dépend l'évolution de la structure et de la forme d'un astéroïde lors que son taux de rotation sur lui-même augmente.


Simulation d'évolution de la structure de Bennu soumise à une accélération de sa rotation sur lui-même. Bennu a subi une déformation interne qui a provoqué la naissance d'une boursouflure équatoriale sans pour autant modifier ses propriétés de surface, ce qui aida à préserver les cratères sur l'équateur et à empêcher la formation d'une lune.

En savoir plus:
Inferring interiors and structural history of top-shaped asteroids from external properties of asteroid (101955) Bennu - Nature Communications 13, 4589.
Zhang, Y., Michel, P., Barnouin, O.S. et al.
https://doi.org/10.1038/s41467-022-32288-y

Contacts:
- Yun Zhang - Post-doctorante au laboratoire Lagrange – OCA - yun.zhang@oca.eu
- Patrick Michel - Chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la...) CNRS au laboratoire Lagrange – OCA - patrick.michel@cnrs.fr
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