Une publication dans Astronomy & Astrophysics

L’ESO publie les images de 42 des plus gros astéroïdes du Système Solaire



Credits : ESO/M. Kornmesser/Vernazza et al./MISTRAL algorithm (ONERA/CNRS)

Grâce au Very Large Telescope de l’Observatoire Européen Austral (VLT de l’ESO) installé au Chili, une équipe internationale d’astronomes, dont des chercheurs du STAR Institute de l’Université de Liège, ont acquis durant ces quatre dernières années des images très précises de 42 des plus gros astéroïdes du Système Solaire. Cet échantillon est le plus grand et le plus détaillé réalisé à ce jour. Les observations révèlent une grande diversité de formes et de densité, allant de la sphère à des objets très allongés, ce qui permet de mieux comprendre l’origine variée des astéroïdes au sein de notre Système Solaire. Les télescopes TRAPPIST de l'ULiège ont fourni des données importantes pour déterminer la période de rotation de ces astéroïdes et reconstruire leur forme 3D précisément.

“Jusqu’à aujourd’hui, seuls trois des plus grands astéroïdes de la ceinture principale, Cérès, Vesta et Lutétia, avaient été photographiés en détail, grâce à des survols rapprochés des sondes spatiales Dawn de la NASA et Rosetta de l’ESA”, précise Pierre Vernazza du Laboratoire d’Astrophysique de Marseille, France, auteur principal de l’étude publiée dans la revue Astronomy & Astrophysics. “Nos observations avec le VLT de l’ESO ont fourni des images nettes d’un nombre de cibles nettement supérieur – 42 au total !”. Ces découvertes ont été permises grâce à l’extrême sensibilité de l’instrument (SPHERE) (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet Research) installé sur le VLT de l’ESO. Les télescopes TRAPPIST ont obtenu des courbes de lumière pour déterminer la période de rotation précise des astéroïdes.

 « Le faible nombre d’observations détaillées d’astéroïdes dont nous disposions jusqu’alors nous empêchait d’accéder à leurs caractéristiques principales que sont leur forme 3D ou leur densité ce qui permet d’avoir accès à leur composition », précise Emmanuel Jehin - astronome et Maître de recherches FNRS au STAR Institute de l’ULiège -  qui a réalisé des observations complémentaires de ces astéroïdes avec les télescopes TRAPPIST pendant plusieurs années.  En effet, depuis 2017, Vernazza et son équipe ont entrepris de combler cette brèche en menant une étude approfondie des principaux corps de la ceinture d’astéroïdes.

La plupart des 42 astéroïdes ont plus de 100 km de diamètre. L’équipe a notamment photographié la quasi-totalité des astéroïdes de taille supérieure à 200 km – 20 sur les 23 recensés. Les deux objets les plus imposants de l’étude sont Cérès et Vesta, dont les diamètres avoisinent les 940 et 520 km. A l’opposé, Urania et Ausonia dont les diamètres n’excèdent pas les 90 km, constituent les deux plus petits astéroïdes de l’échantillon. 

TS VLT2
 

The small TRAPPIST telescopes (0.6m diameter) joined the huge VLT telescopes (8.2m Very large Telescope, ESO), to characterise 42 of the largest asteroids in the Solar System. - Credit: E. Jehin and ESO

« Cette collection d'images prises depuis le sol est d'une incroyable richesse. Les astéroïdes ont comme pris vie devant nous en révélant leurs formes petit à petit grâce aux images prises à différents moments de leur rotation sur eux même.  On peut même dans certains cas voir et étudier leurs cratères ! », précise Marin Ferrais de l’équipe TRAPPIST qui réalise actuellement une thèse de doctorat à Marseille.

En reconstruisant les formes précises des astéroïdes, l’équipe s’est aperçue qu’ils se répartissaient en deux groupes distincts. Certains présentent un aspect quasi parfaitement sphérique, comme Hygiea et Cérès tandis que d’autres en revanche peuvent avoir des formes allongées, comme Kleopatra, semblable à un os de chien.

Kleopatra

Courbe de lumière de rotation l'astéroïde Kleopatra obtenue avec les télescopes TRAPPIST de l'ULiège.

En combinant les formes des astéroïdes avec les informations concernant leurs masses, l’équipe a pu constater la grande diversité de densités au sein de l’échantillon. Les quatre astéroïdes présentant la plus faible densité, parmi lesquels figurent Lamberta et Sylvia affichent des densités voisines de 1,3 g/cm3 – proches de celle du charbon. Les astéroïdes les plus denses en revanche, tels Psyche and Kalliope, affichent des densités de 3,9 et 4,4 g/cm3, soit des valeurs supérieures à la densité du diamant.

Cette grande disparité en termes de densité suggère de réelles différences de composition entre les astéroïdes, et offre d’importants indices concernant leurs origines respectives. Ces observations suggèrent une migration substantielle de ces corps depuis l’époque de leur formation. En d’autres termes, de telles différences de composition témoignent de la formation de ces objets en des régions distinctes du Système Solaire.

Télécharger le poster de l'ESO

Référence scientifique

Vernazza P. & al., VLT/SPHERE imaging survey of the largest main-belt asteroids: Final results and synthesis, Astronomy & Astrophysics, vol 654, n°45, October 2021

Contacts

Emmanuel Jehin
Marin Ferrais

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