En décembre dernier, les scientifiques ont découvert un astéroïde "actif" dans la ceinture d'astéroïdes, pris en sandwich entre les orbites de Mars et de Jupiter. Le rocher de l'espace, désigné par les astronomes comme 6478 Gault, semblait laisser deux traînées de poussière dans son sillage – un comportement actif associé aux comètes mais rarement observé dans les astéroïdes.

Alors que les astronomes s'interrogent encore sur la cause de l'activité semblable à une comète de Gault, une équipe dirigée par le MIT rapporte maintenant qu'elle a attrapé l'astéroïde en train de changer de couleur, dans le spectre proche infrarouge, du rouge au bleu. C'est la première fois que des scientifiques observent un astéroïde qui change de couleur, en temps réel.

"C'était une très grosse surprise, " dit Michel Marsset, un post-doctorant au Département de la Terre du MIT, Sciences de l'atmosphère et des planètes (EAPS). "Nous pensons avoir vu l'astéroïde perdre sa poussière rougeâtre dans l'espace, et nous voyons le sous-jacent de l'astéroïde, couches bleues fraîches."

Marsset et ses collègues ont également confirmé que l'astéroïde est rocheux, preuve que la queue de l'astéroïde, bien qu'apparemment semblable à une comète, est causée par un mécanisme totalement différent, car les comètes ne sont pas rocheuses mais ressemblent plus à des boules de neige lâches de glace et de poussière.

"C'est la première fois à ma connaissance que l'on voit un corps rocheux émettre de la poussière, un peu comme une comète, " dit Marsset. " Cela signifie que probablement un mécanisme responsable de l'émission de poussière est différent des comètes, et différent de la plupart des autres astéroïdes actifs de la ceinture principale."

Marsset et ses collègues, dont Francesca DeMeo, chercheuse scientifique de l'EAPS et le professeur Richard Binzel, ont publié aujourd'hui leurs résultats dans la revue Lettres de revues astrophysiques .

Un rocher avec des queues

Les astronomes ont découvert pour la première fois 6478 Gault en 1988 et ont nommé l'astéroïde d'après le géologue planétaire Donald Gault. Jusque récemment, la roche spatiale était considérée comme relativement moyenne, mesurant environ 2,5 miles de large et en orbite avec des millions d'autres morceaux de roche et de poussière dans la région intérieure de la ceinture d'astéroïdes, 214 millions de miles du soleil.

En janvier, images de divers observatoires, dont le télescope spatial Hubble de la NASA, capturé deux étroits, queues semblables à des comètes suivant l'astéroïde. Les astronomes estiment que la queue la plus longue s'étend sur un demi-million de kilomètres, tandis que la queue la plus courte est environ un quart aussi longue. Les queues, ils ont conclu, doit être constitué de dizaines de millions de kilogrammes de poussière, activement éjecté par l'astéroïde, dans l'espace. Mais comment? La question a ravivé l'intérêt pour Gault, et des études depuis lors ont mis au jour des cas antérieurs d'activité similaire de l'astéroïde.

"Nous connaissons environ un million de corps entre Mars et Jupiter, et peut-être une vingtaine qui sont actifs dans la ceinture d'astéroïdes, " dit Marsset. " Alors c'est très rare. "

Lui et ses collègues ont rejoint la recherche de réponses à l'activité de Gault en mars, quand ils ont obtenu du temps d'observation à l'installation de télescope infrarouge de la NASA (IRTF) sur le Mauna Kea, Hawaii. Sur deux nuits, ils ont observé l'astéroïde et utilisé un spectrographe de haute précision pour diviser la lumière entrante de l'astéroïde en différentes fréquences, ou couleurs, dont les intensités relatives peuvent donner aux scientifiques une idée de la composition d'un objet.

De leur analyse, l'équipe a déterminé que la surface de l'astéroïde est composée principalement de silicate, un sec, matériau rocheux, semblable à la plupart des autres astéroïdes, et, plus important, pas du tout comme la plupart des comètes.

Les comètes proviennent généralement des bords beaucoup plus froids du système solaire. Quand ils s'approchent du soleil, toute glace de surface se sublime instantanément, ou se vaporise en gaz, créant la queue caractéristique de la comète. Depuis que l'équipe de Marsset a découvert que le 6478 Gault est sec, corps rocheux, cela signifie qu'il génère probablement des queues de poussière par un autre mécanisme actif.

Un nouveau changement

Alors que l'équipe observait l'astéroïde, ils ont découvert, à leur grande surprise, que la roche changeait de couleur dans le proche infrarouge, du rouge au bleu.

"Nous n'avons jamais vu un changement aussi spectaculaire comme celui-ci sur une si courte période de temps, ", explique le co-auteur DeMeo.

Les scientifiques disent qu'ils voient probablement la poussière de surface de l'astéroïde, devenu rouge après des millions d'années d'exposition au soleil, être éjecté dans l'espace, révélant une fraîcheur, surface moins irradiée en dessous, qui apparaît en bleu aux longueurs d'onde du proche infrarouge.

"De façon intéressante, il suffit d'enlever une très fine couche pour voir un changement dans le spectre, " dit DeMeo. " Il pourrait être aussi mince qu'une seule couche de grains de quelques microns de profondeur. "

Alors, qu'est-ce qui pourrait faire changer la couleur de l'astéroïde ? L'équipe et d'autres groupes qui étudient le 6478 Gault pensent que la raison du changement de couleur, et l'activité cométaire de l'astéroïde, est probablement dû au même mécanisme :une rotation rapide. L'astéroïde peut tourner assez vite pour enlever des couches de poussière de sa surface, par pure force centrifuge. Les chercheurs estiment qu'il faudrait une période de rotation d'environ deux heures, tourner toutes les deux heures, par rapport à la période de 24 heures de la Terre.

"Environ 10 pour cent des astéroïdes tournent très vite, c'est-à-dire avec une période de rotation de deux à trois heures, et c'est probablement dû au soleil qui les fait tourner, " dit Marsset.

Ce phénomène de rotation est connu sous le nom d'effet YORP (ou, l'effet Yarkovsky-O"Keefe-Radzievskii-Paddack, du nom des scientifiques qui l'ont découvert), qui fait référence à l'effet du rayonnement solaire, ou photons, sur petit, corps proches tels que les astéroïdes. Alors que les astéroïdes renvoient la majeure partie de ce rayonnement dans l'espace, une fraction de ces photons est absorbée, puis réémis sous forme de chaleur, et aussi l'élan. Cela crée une petite force qui, sur des millions d'années, peut accélérer la rotation de l'astéroïde.

Les astronomes ont observé l'effet YORP sur une poignée d'astéroïdes dans le passé. Pour confirmer qu'un effet similaire agit sur le 6478 Gault, les chercheurs devront détecter sa rotation à travers des courbes de lumière, des mesures de la luminosité de l'astéroïde au fil du temps. Le défi sera de voir à travers la queue de poussière considérable de l'astéroïde, qui peut masquer des parties clés de la lumière de l'astéroïde.

L'équipe de Marsset, avec d'autres groupes, prévoyez d'étudier l'astéroïde pour d'autres indices d'activité, quand il devient ensuite visible dans le ciel.

"Je pense que [l'étude du groupe] renforce le fait que la ceinture d'astéroïdes est un endroit vraiment dynamique, " dit DeMeo. " Alors que les champs d'astéroïdes que vous voyez dans les films, tous s'écrasent les uns sur les autres, est une exagération, il se passe définitivement beaucoup de choses à chaque instant."

Cette histoire est republiée avec l'aimable autorisation de MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un site populaire qui couvre l'actualité de la recherche du MIT, innovation et enseignement.