Des chercheurs identifient un type d’astéroïde très difficile à détruire

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L'astéroïde Itokawa. | Université Curtin
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Le 26 septembre 2022, la sonde DART (Double Asteroid Redirection Test) de la NASA s’est écrasée intentionnellement sur l’astéroïde Dimorphos. Le but ? Évaluer la possibilité d’une déviation par impact cinétique dans le cas où un gros astéroïde se dirigerait droit vers la Terre. La mission est une réussite. Mais nous ne devrions pas être rassurés pour autant : des scientifiques ont découvert un type d’astéroïde qui serait particulièrement difficile à détruire si une déviation ne pouvait être envisagée.

Une équipe internationale de chercheurs, dirigée par l’Université Curtin, en Australie, s’est livrée à l’analyse de quelques particules de régolithe issues de l’astéroïde Itokawa. Le prélèvement avait été effectué en 2005 par la sonde spatiale Hayabusa de la JAXA, qui a ramené les échantillons sur Terre en juin 2010. Les premières images de cet astéroïde de quelque 600 mètres de long avaient révélé qu’il était recouvert de fragments rocheux, suggérant qu’il s’agissait non pas d’un astéroïde monolithique, mais plutôt d’un agglomérat de gravats.

L’étude des quelques grains de poussière prélevés en surface a confirmé la théorie. « Contrairement aux astéroïdes monolithiques, Itokawa n’est pas un bloc de roche unique, mais appartient à la famille des tas de gravats, ce qui signifie qu’il est entièrement constitué de roches et de blocs détachés, près de la moitié du volume n’étant que de l’espace vide », explique le professeur Fred Jourdan, de l’Ecole des sciences de la Terre et planétaires de l’Université Curtin, et premier auteur de l’étude. Ce type d’astéroïde est beaucoup plus fréquent qu’on ne le pensait dans le système solaire et difficile à détruire par collision.

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Une capacité intrinsèque à absorber les chocs

Les scientifiques estiment que les astéroïdes monolithiques d’environ un kilomètre de diamètre ont une durée de vie de quelques centaines de millions d’années. En revanche, on ne sait pas actuellement à quel point les astéroïdes de type « tas de gravats » de taille similaire sont durables.

Pour déterminer l’âge de l’astéroïde Itokawa, les chercheurs ont analysé trois particules de régolithe en utilisant des techniques de diffraction d’électrons rétrodiffusés, de spectrométrie de masse à temps de vol, de tomographie par sonde atomique et de datation 40Ar/39Ar. La diffraction des électrons rétrodiffusés — une technique qui permet de déterminer si une roche a subi un impact de météorite — a montré que les particules n’ont été affectées que par une seule pression d’impact d’environ 5 à 15 GPa.

La datation à l’argon a révélé que deux particules sont âgées de 4 219 ± 35 et 4 149 ± 41 millions d’années ; combinés avec des modèles thermiques et de diffusion, ces résultats indiquent que l’énorme impact qui a détruit l’astéroïde parent (monolithique) d’Itokawa s’est produit il y a au moins 4,2 milliards d’années. En d’autres termes, cet astéroïde est quasiment aussi âgé que notre système solaire ! Une durée de vie étonnamment longue pour un astéroïde de cette taille…

Cela signifie que les astéroïdes de type tas de gravats peuvent survivre aux processus de bombardement du système solaire ambiant pendant des périodes extrêmement longues et potentiellement 10 fois plus longues que leurs homologues monolithiques. Comment un tel agglomérat peut-il survivre aussi longtemps ? « Un temps de survie aussi long pour un astéroïde est attribué à sa capacité intrinsèque à absorber les chocs et suggère que les tas de gravats sont difficiles à détruire une fois qu’ils sont créés », écrivent les chercheurs dans PNAS.

Concevoir de nouvelles stratégies de défense

Itokawa est poreux à environ 40%. Près de la moitié de cet astéroïde étant constituée de vide, une collision ne ferait que compresser les espaces entre les rochers au lieu de briser ces derniers, expliquent Fred Jourdan et son co-auteur, le professeur Nick Timms, dans The Conversation. « En bref, nous avons découvert qu’Itokawa est comme un coussin spatial géant, et très difficile à détruire », résume l’équipe. C’est à la fois une bonne et une mauvaise nouvelle.

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La mauvaise nouvelle, c’est que l’extrême durée de vie des astéroïdes de type tas de gravats suggère qu’ils doivent être beaucoup plus abondants dans la ceinture d’astéroïdes que ce que l’on pensait auparavant. Par conséquent, si un gros astéroïde se dirige un jour vers la Terre, il est fort probable qu’il s’agisse d’un tas de gravats, explique le professeur Timms. Or, ces astéroïdes sont relativement petits et donc, plus difficiles à repérer.

La bonne nouvelle est que la durabilité des astéroïdes en tas de gravats était jusqu’à présent inconnue, ce qui compromettait notre capacité à concevoir des stratégies de défense au cas où l’un d’entre eux menacerait la Terre. Ces nouveaux résultats peuvent donc être utilisés à notre avantage, pour mieux prévenir les collisions.

Si un tel astéroïde était détecté trop tard pour tenter une déviation par impact cinétique, il serait possible d’utiliser une approche « plus agressive », suggèrent les deux chercheurs, telle une explosion nucléaire (au plus proche de l’objet) dont l’onde de choc permettrait de dévier l’astéroïde de sa trajectoire sans le détruire. « De grandes explosions pourraient transférer beaucoup plus d’énergie cinétique à un astéroïde en tas de gravats naturellement amorti, et ainsi le repousser », expliquent-ils.

Source : F. Jourdan et al., PNAS

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