La mission Gaia révèle les causes du culbutage des astéroïdes
Des scientifiques utilisant des données de la mission Gaia de l'Agence spatiale européenne ont expliqué pourquoi certains astéroïdes culbutent de manière chaotique tandis que d'autres tournent de façon stable, le reliant à la fréquence des collisions. Les résultats, présentés à la réunion conjointe EPSC-DPS2025 à Helsinki, montrent un écart dans les vitesses de rotation qui divise les populations d'astéroïdes et indique que la plupart sont des tas de débris lâches. Cela pourrait améliorer les stratégies pour dévier les astéroïdes dangereux.
La mission Gaia de l'Agence spatiale européenne a fourni des insights sans précédent sur le comportement des astéroïdes en analysant les courbes de lumière de son relevé du ciel. Ces courbes suivent les changements de la lumière réfléchie d'un astéroïde alors qu'il tourne, révélant les périodes et les motifs de rotation. Quand tracées contre le diamètre de l'astéroïde, les données révèlent un écart clair séparant deux groupes : des astéroïdes qui culbutent lentement avec des périodes inférieures à 30 heures en dessous de l'écart, et des rotateurs plus rapides et stables au-dessus.
Le Dr Wen-Han Zhou de l'Université de Tokyo, qui a dirigé l'étude pendant son séjour à l'Observatoire de la Côte d'Azur en France, a présenté les résultats à la réunion conjointe EPSC-DPS2025 à Helsinki. Son équipe a développé un modèle équilibrant les collisions dans la ceinture d'astéroïdes, qui induisent le culbutage, contre le frottement interne qui restaure la rotation stable. « Nous avons construit un nouveau modèle d'évolution de la rotation des astéroïdes qui prend en compte le bras de fer entre deux processus clés, à savoir les collisions dans la Ceinture d'astéroïdes qui peuvent secouer les astéroïdes dans un état de culbutage, et le frottement interne, qui lisse progressivement leur rotation vers une rotation stable », a expliqué Zhou. « Quand ces deux effets s'équilibrent, ils créent une ligne de division naturelle dans la population d'astéroïdes. »
L'apprentissage automatique appliqué au catalogue d'astéroïdes de Gaia a confirmé les prédictions du modèle. Les collisions déclenchent souvent le culbutage chez les astéroïdes à rotation lente, tandis que l'effet YORP du rayonnement solaire accélère les rotateurs lisses mais a un impact atténué sur les culbuteurs en raison de leur mouvement chaotique. L'analyse soutient les astéroïdes comme des tas de débris avec des vides et un régolit poussiéreux, plutôt que des corps solides.
Cette compréhension a des implications pour la défense planétaire. Un tas de débris réagirait différemment aux impacts comme la mission DART de la NASA par rapport à un astéroïde rigide. Zhou a noté : « En tirant parti du jeu de données unique de Gaia, de la modélisation avancée et des outils d'IA, nous avons révélé la physique cachée qui façonne la rotation des astéroïdes et ouvert une nouvelle fenêtre sur les intérieurs de ces mondes anciens. » Des relevés futurs, comme le LSST de l'Observatoire Vera C. Rubin, pourraient étendre cela à des millions d'astéroïdes supplémentaires.