Des scientifiques scrutent l’intérieur d’un astéroïde –

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  • De nouvelles découvertes de la mission OSIRIS-REx de la NASA suggèrent que l’intérieur de l’astéroïde Bennu pourrait être plus faible et moins dense que ses couches externes – comme un œuf en chocolat rempli de crème volant dans l’espace.

    Les résultats apparaissent dans une étude publiée aujourd’hui dans la revue Progrès scientifiques et dirigé par l’équipe OSIRIS-REx de l’Université du Colorado à Boulder, comprenant les professeurs Daniel Scheeres et Jay McMahon. Les résultats pourraient donner aux scientifiques de nouvelles perspectives sur l’évolution des astéroïdes du système solaire – comment des corps comme Bennu se transforment sur des millions d’années ou plus.

    OSIRIS-REx a rendez-vous avec Bennu, un astéroïde en orbite autour du soleil à plus de 200 millions de miles de la Terre, à la fin de 2018. Depuis lors, le vaisseau spatial, construit par Lockheed Martin, basé au Colorado, a étudié l’objet plus en détail que tout autre astéroïde en l’histoire de l’exploration spatiale.

    Jusqu’à présent, cependant, une question est restée insaisissable: à quoi ressemble Bennu à l’intérieur?

    Scheeres, McMahon et leurs collègues de l’équipe scientifique de la radio de la mission pensent maintenant qu’ils ont une réponse – ou au moins une partie d’une. En utilisant les propres instruments de navigation d’OSIRIS-REx et d’autres outils, le groupe a passé près de deux ans à cartographier les flux et reflux du champ de gravité de Bennu. Pensez-y comme si vous preniez une radiographie d’un morceau de débris spatiaux d’une largeur moyenne de la hauteur de l’Empire State Building.

    «Si vous pouvez mesurer le champ de gravité avec suffisamment de précision, cela impose de fortes contraintes sur l’emplacement de la masse, même si vous ne pouvez pas la voir directement», a déclaré Andrew French, co-auteur de la nouvelle étude et ancien étudiant diplômé de CU Boulder, maintenant au Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA.

    Ce que l’équipe a découvert peut également causer des problèmes à Bennu. Le noyau de l’astéroïde semble être plus faible que son extérieur, ce qui pourrait mettre sa survie en danger dans un avenir pas trop lointain.

    «Vous pouvez imaginer peut-être dans un million d’années ou moins le tout voler en éclats», a déclaré Scheeres, professeur distingué au Département des sciences du génie aérospatial d’Ann et HJ Smead.

    Évolution des astéroïdes

    Bien sûr, cela fait partie du plaisir d’étudier les astéroïdes. Scheeres a expliqué que Bennu appartient à une classe de corps plus petits que les scientifiques appellent les astéroïdes «tas de gravats» – qui, comme leur nom l’indique, ressemblent à des monticules de débris mal maintenus ensemble.

    Les astéroïdes changent également avec le temps plus que les gens ne le pensent.

    “Aucun d’entre eux n’est resté immobile depuis l’aube du système solaire”, a déclaré Scheeres. “Ils sont modifiés par des choses comme la lumière du soleil qui affectent leur rotation et les collisions avec d’autres astéroïdes.”

    Pour étudier comment Bennu et d’autres astéroïdes similaires peuvent changer, cependant, lui et ses collègues devaient jeter un coup d’œil à l’intérieur.

    C’est là que l’équipe a eu de la chance. Lorsque OSIRIS-REx est arrivé pour la première fois à Bennu, le vaisseau spatial a repéré quelque chose d’inhabituel: à maintes reprises, de minuscules morceaux de matériau, certains de la taille de billes, semblaient sortir de l’astéroïde et dans l’espace. Dans de nombreux cas, ces particules ont encerclé Bennu avant de retomber à la surface. Les membres de l’équipe scientifique radio de la mission au JPL ont pu voir comment la gravité du corps fonctionnait de première main – un peu comme l’histoire apocryphe d’Isaac Newton déduisant l’existence de la gravité après avoir observé une pomme tomber sur sa tête.

    “C’était un peu comme si quelqu’un était à la surface de l’astéroïde et jetait ces billes pour qu’elles puissent être suivies”, a déclaré Scheeres. “Nos collègues ont pu déduire le champ de gravité dans les trajectoires de ces particules.”

    Centre squishy

    Dans la nouvelle étude, Scheeres et ses collègues ont combiné ces enregistrements de la gravité de Bennu au travail avec des données d’OSIRIS-REx lui-même – des mesures précises de la façon dont l’astéroïde a tiré sur le vaisseau spatial sur une période de plusieurs mois. Ils ont découvert quelque chose de surprenant: avant le début de la mission, de nombreux scientifiques avaient supposé que Bennu aurait un intérieur homogène. Comme l’a dit Scheeres, «un tas de roches est un tas de roches».

    Mais les mesures du champ de gravité suggéraient quelque chose de différent. Pour expliquer ces modèles, certains morceaux de l’intérieur de Bennu devraient probablement être plus étroitement emballés que d’autres. Et certains des points les moins denses de l’astéroïde semblaient se trouver autour du renflement distinct à son équateur et à son noyau même.

    “C’est comme s’il y avait un vide en son centre, dans lequel vous pourriez loger quelques terrains de football”, a déclaré Scheeres.

    La rotation de l’astéroïde peut être responsable de ce vide. Les scientifiques savent que l’astéroïde tourne de plus en plus vite avec le temps. Cet élan de construction pourrait, a déclaré Scheeres, pousser lentement le matériau loin du centre de l’astéroïde et vers sa surface. Bennu, en d’autres termes, est peut-être en train de se transformer en morceaux.

    “Si son noyau a une faible densité, il sera plus facile de séparer tout l’astéroïde”, a déclaré Scheeres.

    Pour le scientifique, les nouvelles découvertes sont douces-amères: après avoir mesuré le champ de gravité de Bennu, Scheeres et son équipe ont pour la plupart terminé leurs travaux sur la mission OSIRIS-REx.

    Leurs résultats ont contribué au plan d’analyse des échantillons de la mission, qui est actuellement en cours d’élaboration. L’échantillon retourné sera analysé pour déterminer la cohésion entre les grains – une propriété physique clé qui affecte la distribution de masse observée dans l’étude de l’équipe.

    “Nous espérions découvrir ce qui est arrivé à cet astéroïde au fil du temps, ce qui peut nous donner un meilleur aperçu de la façon dont tous ces petits astéroïdes évoluent sur des millions, des centaines de millions ou même des milliards d’années”, a déclaré Scheeres. “Nos résultats ont dépassé nos attentes.”

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