Dans une observation inhabituelle, les astronomes ont utilisé le Very Long Baseline Array (VLBA) de la National Science Foundation pour étudier les effets sur les ondes radio provenant d'une radiogalaxie éloignée lorsqu'un astéroïde de notre système solaire est passé devant la galaxie. L'observation leur a permis de mesurer la taille de l'astéroïde, obtenir de nouvelles informations sur sa forme, et améliorer considérablement la précision avec laquelle sa trajectoire orbitale peut être calculée.

Lorsque l'astéroïde est passé devant la galaxie, les ondes radio provenant de la galaxie étaient légèrement courbées autour du bord de l'astéroïde, dans un processus appelé diffraction. Au fur et à mesure que ces ondes interagissaient les unes avec les autres, ils ont produit un motif circulaire d'ondes plus fortes et plus faibles, similaire aux motifs de cercles lumineux et sombres produits dans des expériences de laboratoire terrestres avec des ondes lumineuses.

"En analysant les motifs des ondes radio diffractées au cours de cet événement, nous avons pu en apprendre beaucoup sur l'astéroïde, y compris sa taille et sa position précise, et pour obtenir de précieux indices sur sa forme, " dit Jorma Harju, de l'Université d'Helsinki en Finlande.

L'astéroïde, nommé Palma, se trouve dans la ceinture principale d'astéroïdes entre Mars et Jupiter. Découvert en 1893 par l'astronome français Auguste Charlois, Palma effectue une orbite autour du Soleil tous les 5,59 ans. Le 15 mai, 2017, il a obscurci les ondes radio d'une galaxie appelée 0141+268 avec l'ombre radio traçant un chemin allant approximativement du sud-ouest au nord-est, en traversant la station VLBA à Brewster, Washington. L'ombre a traversé la surface de la Terre à 32 miles par seconde.

En plus de l'antenne Brewster de la VLBA, les astronomes ont également utilisé des antennes VLBA en Californie, Texas, Arizona, et Nouveau-Mexique. Le passage de l'astéroïde devant la radio galaxie, un événement appelé occultation, affecté les caractéristiques des signaux reçus à Brewster lorsqu'ils sont combinés avec ceux de chacune des autres antennes.

Une analyse approfondie de ces effets a permis aux astronomes de tirer des conclusions sur la nature de l'astéroïde. En accord étroit avec les observations précédentes, ils ont mesuré le diamètre de l'astéroïde à 192 kilomètres. Ils ont également appris que Palma, comme la plupart des autres astéroïdes, diffère sensiblement d'un cercle parfait, avec un bord probablement évidé. La détermination de la forme, les astronomes ont dit, peut être encore améliorée en combinant les données radio avec des observations optiques antérieures de l'astéroïde.

Astronomes, amateur et professionnel, observent couramment des occultations d'astéroïdes d'étoiles, et enregistrer le changement de luminosité, ou l'intensité, de la lumière de l'étoile lorsque l'astéroïde passe devant elle. L'observation VLBA est unique car elle a également permis aux astronomes de mesurer la quantité par laquelle les pics des ondes ont été déplacés par la diffraction, un effet appelé déphasage.

"Cela nous a permis de contraindre la forme de Palma avec un seul, mesure courte, " dit Leonid Petrov, affilié au Laboratoire de Géodésie et Géophysique, Centre de vol spatial Goddard de la NASA.

« Observer une occultation d'astéroïdes à l'aide du VLBA s'est avéré être une méthode extrêmement puissante pour le dimensionnement des astéroïdes. De plus, de telles données radio révéleraient immédiatement des formes particulières ou des compagnons binaires. Cela signifie que ces techniques seront sans aucun doute utilisées pour de futures études sur les astéroïdes, " a déclaré Kimmo Lehtinen, de l'Institut finlandais de recherche géospatiale, à Masala, Finlande.

L'un des principaux résultats de l'observation a été d'améliorer la précision avec laquelle l'orbite de l'astéroïde peut être calculée.

"Bien que la position de Palma ait été mesurée plus de 1, 600 fois au cours des 120 dernières années, cette mesure VLBA a réduit l'incertitude sur l'orbite calculée d'un facteur 10, " a déclaré Mikael Granvik, de l'Université de technologie de Lulea en Suède et de l'Université d'Helsinki, Finlande.

"C'est une utilisation assez inhabituelle pour le VLBA, et il démontre que les excellentes capacités techniques du VLBA, avec sa grande flexibilité en tant qu'outil de recherche, peut contribuer, même de manière inattendue, à de nombreux domaines de l'astronomie, " a déclaré Jonathan Romney du Long Baseline Observatory, qui exploite le VLBA.

Harju, Lehtinen, Petrov, et Romney, avec Mikael Granvik de l'Université de technologie de Lulea en Suède, Karri Muinonen de l'Université d'Helsinki, Uwe Bach de l'Institut Max Planck de radioastronomie de Bonn, Allemagne, et Markku Poutanen de l'Institut finlandais de recherche géospatiale, ont fait part de leurs découvertes dans le Journal astronomique .

Le Long Baseline Observatory est une installation de la National Science Foundation, exploité en accord de coopération par les universités associées, Inc.