La rotation de l'astéroïde géocroiseur Phaethon accélère de 4 millisecondes par an
Une équipe internationale incluant des astronomes de l'Université de Liège, a mesuré un changement dans la période de rotation du gros astéroïde géocroiseur (3200) Phaethon, future cible de la sonde spatiale japonaise DESTINY+. Cette découverte inattendue est un exemple des efforts faits au niveau international pour caractériser les astéroïdes potentiellement dangereux dans le cadre des programmes de défense planétaire.
Phaethon fut découvert en 1983 par le satellite astronomique infrarouge IRAS et a été le premier astéroïde détecté dans les données d'un engin spatial. Peu de temps après sa découverte, on s'est rendu compte que Phaethon était le corps parent de l'essaim d'étoiles filantes des Géminides visibles à l'oeil nu à la mi-décembre.
L'astéroïde a été nommé Phaethon, d'après le nom du fils du dieu solaire Hélios dans la mythologie grecque. Ce nom est approprié car Phaethon a une orbite très inhabituelle qui l'emmène à seulement 21 millions de kilomètres du Soleil - moins de la moitié de la distance au périhélie de la planète Mercure. Les observations ont également montré que Phaethon avait un spectre extrêmement bleu, une rareté parmi les astéroïdes.
Phaethon tourne sur lui-même en 3,6 heures environ et a un diamètre moyen d'environ 5,4 kilomètres, ce qui en fait l'un des plus gros astéroïdes qui se rapproche suffisamment de la Terre pour être classé comme potentiellement dangereux. "Heureusement, l'orbite de Phaethon est connue de manière très précise et ne présente aucune menace pour la Terre dans un avenir prévisible", précise Emmanuel Jehin de l'Université de Liège et co-auteur de cette étude.
En raison de toutes ces caractéristiques intéressantes, l'Agence spatiale japonaise (JAXA) a sélectionné Phaethon comme cible de la prochaine mission DESTINY+, dont le lancement est prévu en 2024 avec un survol de Phaethon en 2028. " En soutien à cette mission spatiale, un important effort d'observation a été réalisé depuis 2017 pour déterminer précisément la taille, la forme et l'état de rotation de Phaethon, en utilisant les observations radar de l'observatoire d'Arecibo et les courbes de lumière optique des télescopes TRAPPIST - entre-autres, montrant des variations de sa luminosité lorsque l'astéroïde tourne", explique Marin Ferrais, doctorant à l'Université de Marseille et membre de l'équipe liégeoise TRAPPIST.
Le gros astéroïde géocroiseur Phaethon, qui a une forme de toupie, effectue une rotation complète en environ 3,6 heures, mais les nouvelles mesures montrent qu'il tourne quatre millisecondes plus vite chaque année. @ Observatoire d'Arecibo / Université de Floride
Les résultats de cette étude montrent que Phaethon a une forme de toupie - c'est-à-dire pointu et quelque peu arrondi avec un renflement autour de son équateur, similaire aux formes des astéroïdes (101955) Bennu et (162173) Ryugu, récemment étudiés par les sondes spatiales Osiris-Rex de la NASA et Hayabusa II de la JAXA.
Mais le résultat le plus surprenant de cette étude est que la période de rotation de Phaeton diminue d'environ 4 millisecondes par an. En effet le modèle de forme et les courbes de lumière déduites des différentes observations de Phaethon depuis 2017, ne sont pas en accord avec celles déterminées au cours des dernières décennies, impliquant un léger changement de sa période de rotation au cours du temps. Ce changement, bien que très petit, est suffisant pour être perceptible sur l'ensemble de données d'observation qui couvrent 32 années et des milliers de rotations de Phaethon. "Il n'y a actuellement aucune explication définitive à cette accélération", continue Emmanuel Jehin, "mais elle pourrait être due à une activité de type cométaire lorsque que Phaethon s'est approché du Soleil en décembre 2020, ce qui serait une première pour un astéroïde, ce qui serait également en accord avec le fait qu'il est le corps parent d'un essaim d'étoiles filantes, qui sont toujours d'origine cométaire".
"Cette découverte est également importante pour la planification de la mission spatiale DESTINY+, car un changement constant signifie que l'orientation de Phaethon au moment du survol de l'engin spatial peut être prédite avec précision, et il sera possible de savoir quelles régions de l'astéroïde seront éclairées par le Soleil et visible lorsque la sonde arrivera à destination", conclu Maxime Devogèle, de l'Observatoire d'Arecibo.
Référence scientifique
Changing rotation period of (3200) Phaethon
S. Marshall, M. Devogele, P. Taylor, et al. DPS 2022, 514.07
Ce travail a été présenté lors de la 54e réunion annuelle de la Division des sciences planétaires de l'American Astronomical Society.
Les observations radar haute résolution de la grande antenne du radiotélescope d'Arecibo avant son effondrement dû à une tempête tropicale en 2020, ont été combinées aux courbes de lumière optique de haute qualité des télescopes TRAPPIST de 0,6 m de l'Université de Liège.
