En janvier 2019, Le vaisseau spatial OSIRIS-REx de la NASA était en orbite autour de l'astéroïde Bennu lorsque les caméras du vaisseau spatial ont capté quelque chose d'inattendu :des milliers de minuscules morceaux de matière, certains juste la taille des billes, a commencé à rebondir sur la surface de l'astéroïde, comme une partie de ping-pong dans l'espace. Depuis, beaucoup de ces événements d'éjection de particules ont été observés à la surface de Bennu.

OSIRIS-REx est un effort sans précédent pour étudier ce qui compose les astéroïdes comme Bennu et comment ils se déplacent dans l'espace. Mais, comme le montrent ces particules bondissantes, la mission a déjà réservé quelques surprises.

"Nous étudions les astéroïdes depuis longtemps, et personne n'avait jamais vu ce phénomène auparavant - ces petites particules projetées hors de la surface, " a déclaré Daniel Scheeres, professeur distingué au département des sciences du génie aérospatial Ann et H.J. Smead. Il dirige l'équipe scientifique radio pour OSIRIS-REx avec Jay McMahon de CU Boulder.

Maintenant, une série de nouvelles études cherche à recréer et comprendre les événements d'éjection de particules observés, reconstituer ce qui s'est passé et pourquoi. Scheeres et McMahon se concentrent sur une question en particulier :comment de telles particules bondissantes pourraient-elles changer le destin à long terme de Bennu et d'autres astéroïdes similaires ?

Dans une recherche publiée dans le Journal of Geophysical Research :Planètes , le duo et leurs collègues rapportent que de telles occurrences apparemment petites peuvent s'additionner avec le temps, peut-être même aider à donner à l'astéroïde sa forme révélatrice, qui est souvent comparé à une toupie.

"Nous voulons savoir ce que cela signifie pour une vue d'ensemble de la façon dont les astéroïdes vivent leur vie, " a déclaré McMahon, professeur assistant en génie aérospatial.

L'Université de l'Arizona dirige les opérations scientifiques pour OSIRIS-REx, qui a été construit par Lockheed Martin, basé au Colorado. Le Goddard Space Flight Center de la NASA dans le Maryland gère l'ensemble de la mission.

Perte de masse

McMahon a ajouté que la vie de certains astéroïdes peut être assez chaotique. Une classe de ces corps, que les scientifiques appellent les astéroïdes "actifs", perd une quantité importante de matériel sur une base continue.

"Ils sont presque un croisement entre une comète et un astéroïde, " a déclaré McMahon. " Ils perdent de la masse, et il est suffisamment substantiel pour que nous puissions le voir depuis la Terre."

Jusque récemment, personne ne savait que la même chose pouvait se produire à une échelle beaucoup plus petite. Mais c'est précisément le cas sur Bennu. Une hypothèse suggère que des changements rapides de température pourraient provoquer la déformation et la fissuration de la surface de l'astéroïde, faire sauter de petits morceaux de matériel. Une autre étude a soutenu que les éjections pourraient être le résultat de petits météorites frappant Bennu.

Sur la base des observations d'OSIRIS-REx, les particules éjectées de Bennu peuvent être aussi grosses que des balles molles et atteindre des vitesses d'environ 7 milles à l'heure. Plus surprenant encore, McMahon a dit, un petit nombre de ces débris semblaient faire l'impossible :ils s'envolaient de la surface de Bennu, puis a tourné en orbite autour de l'astéroïde pendant plusieurs jours ou plus.

"Cela ne devrait pas arriver dans la mécanique orbitale typique, " a déclaré McMahon.

Mettre différemment, les calculs orbitaux de base suggèrent que toutes ces particules devraient faire l'une des deux choses suivantes :sauter de la surface et retomber directement ou s'échapper de la gravité de Bennu et ne jamais revenir.

Fermer les ratés

Pour savoir pourquoi certains ne respectent pas les règles, McMahon et ses collègues ont utilisé des modèles informatiques détaillés pour suivre les trajectoires de plus de 17, 000 particules de test éjectées de Bennu. Ils ont découvert qu'un petit sous-ensemble de ceux-ci semblaient être aidés par une source improbable :le soleil.

McMahon a expliqué que lorsque ces objets sautent de l'astéroïde, ils sont exposés à la chaleur et au rayonnement provenant du soleil et de Bennu lui-même - juste un peu, mais suffisant pour leur donner occasionnellement un léger coup de pouce en vitesse. Avec la bonne poussée, ces particules peuvent, essentiellement, échouer à tomber.

"La particule se rapproche vraiment de la surface et manque de peu, " a déclaré McMahon. " S'il peut le faire plusieurs fois, il peut se retrouver dans une situation où il peut vivre en orbite pendant un certain temps. "

Dans une autre étude publiée dans la même série, une équipe dirigée par Scheeres et McMahon a tenté de déterminer si les événements d'éjection pourraient même influencer la propre orbite de Bennu autour du soleil – la réponse n'est probablement pas.

Le groupe a découvert autre chose d'inhabituel :lorsque des particules finissent par atterrir sur la surface de Bennu, beaucoup semblent tomber de manière disproportionnée près de son équateur où l'astéroïde a un renflement distinct. Par conséquent, ces événements pourraient remodeler l'astéroïde sur des milliers ou des millions d'années en déplaçant la masse de son nord et de son sud vers son milieu.

Les découvertes sont un prélude à un autre événement majeur dans la vie de Bennu. Le mois prochain, OSIRIS-REx se rapprochera plus que jamais de l'astéroïde. Une fois là, le vaisseau spatial utilisera un bras rétractable pour prélever un échantillon de la surface et le ramener à la maison.

Scheeres et ses collègues s'attendent à des découvertes encore plus inattendues d'un astéroïde déjà surprenant.

Les coauteurs de la nouvelle étude comprennent des chercheurs du Jet Propulsion Laboratory, Institut des sciences planétaires, Centre de vol spatial Goddard de la NASA, Lockheed Martin, Université de l'Arizona, L'Université ouverte et l'Université du Tennessee.