L’ESO prend les meilleures images à ce jour de l’astéroïde particulier « os de chien »


L'ESO prend les meilleures images à ce jour d'un astéroïde particulier

Ces onze images montrent l’astéroïde Cléopâtre vu sous différents angles alors qu’il tourne. Les images ont été prises à différents moments entre 2017 et 2019 avec l’instrument Spectro-Polarimetric High Contrast Exoplanet REsearch (SPHERE) au VLT de l’ESO. Cléopâtre est en orbite autour du soleil dans la ceinture d’astéroïdes entre Mars et Jupiter. Les astronomes l’ont appelé un « astéroïde en os de chien » depuis que les observations radar ont montré qu’il avait deux lobes reliés par un « cou » épais il y a environ 20 ans. Source : ESO / Vernazza, Marchis et al./algorithme MISTRAL (ONERA / CNRS)

Avec le Very Large Telescope de l’Observatoire européen austral (ESOs VLT), une équipe d’astronomes a reçu les images les plus nettes et les plus détaillées de l’astéroïde Cléopâtre à ce jour. Les observations ont permis à l’équipe de contraindre la forme et la masse en 3D de cet astéroïde particulier, qui ressemble à un os de chien, avec une plus grande que jamais. Leurs recherches fournissent des indices sur la formation de cet astéroïde et des deux lunes en orbite autour de lui.

« Cléopâtre est vraiment un corps unique dans notre système solaire », explique Franck Marchis, astronome au SETI Institute de Mountain View, aux États-Unis, et au Laboratoire d’Astrophysique de Marseille, en France, qui a mené une étude sur l’astéroïde – les lunes. et un formulaire inhabituel – publié aujourd’hui dans Astronomie & Astrophysique. « La science fait de grands progrès grâce à la recherche d’étranges valeurs aberrantes. Je pense que Cléopâtre est l’une d’entre elles, et comprendre ce système complexe d’astéroïdes multiples peut nous aider à en apprendre davantage sur notre système solaire. »

Cléopâtre est en orbite autour du soleil dans la ceinture d’astéroïdes entre Mars et Jupiter. Les astronomes l’ont appelé un « astéroïde en os de chien » depuis que des observations radar il y a environ 20 ans ont révélé qu’il avait deux lobes reliés par un « cou » épais. En 2008, Marchis et ses collègues ont découvert que Cléopâtre était orbitée de deux lunes nommées d’après les enfants de la reine égyptienne AlexHelios et CleoSelene.

Pour en savoir plus sur Cléopâtre, Marchis et son équipe ont utilisé des instantanés de l’astéroïde pris à différents moments entre 2017 et 2019 avec l’instrument Spectro-Polarimetric High Contrast Exoplanet REsearch (SPHERE) au VLT de l’ESO. Pendant que l’astéroïde tournait, ils ont pu le voir sous différents angles et créer les modèles 3D les plus précis de sa forme à ce jour. Ils ont limité la forme et le volume de l’os de chien de l’astéroïde, déterminé que l’un des lobes était plus grand que l’autre et déterminé la longueur de l’astéroïde à environ 270 kilomètres, soit environ la moitié de la longueur de la Manche.

Dans une deuxième étude, également publiée dans Astronomie & Astrophysique et, dirigée par Miroslav Brož de l’Université Charles à Prague, en République tchèque, l’équipe a rapporté comment elle a utilisé les observations de SPHERE pour trouver les orbites correctes des deux lunes de Cléopâtre. Des études précédentes avaient estimé les orbites, mais les nouvelles observations avec le VLT de l’ESO ont indiqué que les lunes n’étaient pas là où les données plus anciennes les prédisaient.

« Cela devait être résolu », dit Brož. « Parce que si les orbites des lunes étaient fausses, alors tout était faux, y compris la masse de Cléopâtre. » Grâce aux nouvelles observations et à une modélisation sophistiquée, l’équipe a réussi à décrire avec précision l’influence de la gravité de Cléopâtre sur les mouvements de la lune et à déterminer les orbites complexes d’AlexHelios et de CleoSelene. Cela leur a permis de calculer la masse de l’astéroïde, qui était 35 % inférieure aux estimations précédentes.

En combinant les nouvelles estimations de volume et de masse, les astronomes ont pu calculer une nouvelle valeur pour la densité de l’astéroïde, qui, à moins de la moitié de la densité du fer, était inférieure à ce que l’on supposait auparavant. La faible densité de Cléopâtre, dont on pense qu’elle a une composition métallique, suggère qu’elle a une structure poreuse et pourrait être un peu plus qu’un « tas de débris ». Cela signifie qu’il s’est probablement formé lorsque le matériau a recommencé à s’accumuler après un impact énorme.

La structure du tas de débris de Cléopâtre et sa fournissent également des indices sur la façon dont ses deux lunes ont pu se former. L’astéroïde tourne à une presque critique, la vitesse à laquelle il commence à se désintégrer, et même de petits impacts peuvent soulever des cailloux de sa surface. Marchis et son équipe pensent que ces cailloux auraient pu former plus tard AlexHelios et CleoSelene, ce qui signifie que Cléopâtre a vraiment donné naissance à ses propres lunes.

Les nouvelles images de Cléopâtre et les connaissances acquises grâce à elles ne sont possibles que grâce à l’un des systèmes optiques adaptatifs avancés qui sont utilisés au VLT de l’ESO dans le désert d’Atacama au Chili. L’optique adaptative aide à corriger les distorsions dans l’atmosphère terrestre qui rendent les objets flous – le même effet qui fait scintiller les étoiles lorsqu’elles sont vues depuis la Terre. Grâce à de telles corrections, SPHERE a pu imager Cléopâtre, située à 200 millions de kilomètres de la Terre, bien que sa taille apparente dans le ciel corresponde à celle d’une balle de golf à environ 40 kilomètres.

Le prochain Extremely Large Telescope (ELT) de l’ESO, avec ses systèmes d’optique adaptative avancés, sera idéal pour l’imagerie d’astéroïdes distants tels que Cléopâtre. « J’ai hâte de pointer l’ELT sur Cléopâtre pour voir s’il y a plus de lunes et d’affiner leurs orbites pour voir de petits changements », ajoute Marchis.


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Plus d’information:
(216) Cléopâtre, un astéroïde de faible densité de type M en rotation critique, Astronomie & Astrophysique (2021). arxiv.org/abs/208.07207

Un modèle multipolaire avancé pour (216) système triple Cleopatra, Astronomie & Astrophysique (2021). arxiv.org/abs/2105.09134v1

Citation: L’ESO capture les meilleures images à ce jour de l’astéroïde particulier « dog bone » (2021, 9 septembre), consulté le 9 septembre 2021 à partir de https://phys.org/news/2021-09-eso-captures-images- particular -os-de-chien .html

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