42 des plus gros objets de la ceinture d'astéroïdes, situé entre Mars et Jupiter. La plupart d'entre eux font plus de 100 kilomètres, les deux plus gros astéroïdes étant Cérès et Vesta, qui font environ 940 et 520 kilomètres de diamètre, et les deux plus petites étant Uranie et Ausonia, chacun seulement environ 90 kilomètres. Les images des astéroïdes ont été capturées avec l'instrument Spectro-Polarimetric High Contrast Exoplanet REsearch (SPHERE) sur le Very Large Telescope de l'ESO. Crédit :ESO/M. Algorithme Kornmesser/Vernazza et al./MISTRAL (ONERA/CNRS)
Les images détaillées de ces 42 objets sont un bond en avant dans l'exploration des astéroïdes, rendu possible grâce aux télescopes au sol, et contribuer à répondre à la question ultime de la vie, l'univers, et tout.
"Seulement trois gros astéroïdes de la ceinture principale, Cérès, Vesta et Lutèce, ont été imagés avec un haut niveau de détail jusqu'à présent, car ils ont été visités par les missions spatiales Dawn et Rosetta de la NASA et de l'Agence spatiale européenne, respectivement, " explique Pierre Vernazza, du Laboratoire d'Astrophysique de Marseille en France, qui a dirigé l'étude sur les astéroïdes publiée aujourd'hui dans Astronomie &Astrophysique . "Nos observations de l'ESO ont fourni des images nettes pour beaucoup plus de cibles, 42 au total."
Le petit nombre auparavant d'observations détaillées d'astéroïdes signifiait que, jusqu'à maintenant, des caractéristiques clés telles que leur forme 3D ou leur densité étaient restées largement inconnues. Entre 2017 et 2019, Vernazza et son équipe ont entrepris de combler cette lacune en effectuant une étude approfondie des principaux corps de la ceinture d'astéroïdes.
La plupart des 42 objets de leur échantillon ont une taille supérieure à 100 km; en particulier, l'équipe a photographié presque tous les astéroïdes de la ceinture de plus de 200 kilomètres, 20 sur 23. Les deux plus gros objets que l'équipe a sondés étaient Ceres et Vesta, qui font environ 940 et 520 kilomètres de diamètre, alors que les deux plus petits astéroïdes sont Urania et Ausonia, chacun seulement environ 90 kilomètres.
En reconstituant les formes des objets, l'équipe s'est rendu compte que les astéroïdes observés sont principalement divisés en deux familles. Certains sont presque parfaitement sphériques, comme Hygiea et Ceres, tandis que d'autres ont un aspect plus particulier, forme "allongée", leur reine incontestée étant l'astéroïde "os de chien" Cléopâtre.
En combinant les formes des astéroïdes avec des informations sur leurs masses, l'équipe a constaté que les densités changent de manière significative à travers l'échantillon. Les quatre astéroïdes les moins denses étudiés, dont Lamberta et Sylvia, ont des densités d'environ 1,3 gramme par centimètre cube, environ la densité du charbon. Le plus haut, Psyché et Kalliope, ont des densités de 3,9 et 4,4 grammes par centimètre cube, respectivement, qui est supérieure à la densité du diamant (3,5 grammes par centimètre cube).
Cette grande différence de densité suggère que la composition des astéroïdes varie considérablement, donnant aux astronomes des indices importants sur leur origine. "Nos observations fournissent un support solide pour une migration substantielle de ces corps depuis leur formation. En bref, une si grande variété dans leur composition ne peut être comprise que si les corps sont originaires de régions distinctes du système solaire, " explique Josef Hanuš de l'Université Charles, Prague, République Tchèque, l'un des auteurs de l'étude. En particulier, les résultats soutiennent la théorie selon laquelle les astéroïdes les moins denses se sont formés dans les régions éloignées au-delà de l'orbite de Neptune et ont migré vers leur emplacement actuel.
Ces résultats ont été rendus possibles grâce à la sensibilité de l'instrument Spectro-Polarimetric High Contrast Exoplanet REsearch (SPHERE) monté sur le VLT de l'ESO. "Avec les capacités améliorées de SPHERE, ainsi que le fait que l'on savait peu de choses sur la forme des plus grands astéroïdes de la ceinture principale, nous avons pu faire des progrès substantiels dans ce domaine, " dit le co-auteur Laurent Jorda, également du Laboratoire d'Astrophysique de Marseille.
Les astronomes pourront imager encore plus d'astéroïdes dans les moindres détails avec le prochain télescope extrêmement grand (ELT) de l'ESO, actuellement en construction au Chili et devrait commencer ses opérations plus tard cette décennie. "Les observations ELT des astéroïdes de la ceinture principale nous permettront d'étudier des objets d'un diamètre allant jusqu'à 35 à 80 kilomètres, selon leur emplacement dans la ceinture, et des cratères d'une taille d'environ 10 à 25 kilomètres, " dit Vernazza. " Avoir un instrument de type SPHERE à l'ELT nous permettrait même d'imager un échantillon similaire d'objets dans la lointaine ceinture de Kuiper. Cela signifie que nous pourrons caractériser l'histoire géologique d'un échantillon beaucoup plus important de petits corps du sol. »
