L’ESA observe la lumière du nouveau panache de l’astéroïde dévié

Au cours des dernières années, des astronomes se sont consacrés à l’observation d’une paire d’astéroïdes liés par la force gravitationnelle et en orbite autour du Soleil afin d’obtenir des données précises sur leurs orbites. Dimorphos est la mini-lune de ce système binaire, en orbite autour du plus grand astéroïde central, Didymos.

En percutant Dimorphos, il est prévu que DART modifie légèrement son orbite autour de Didymos. Pour calculer à quel point cette orbite sera modifiée au fil du temps, nous allons mesurer sa « courbe de lumière » en observant la lumière solaire réfléchie avec des télescopes au sol et en calculant le changement de la période orbitale du système d’astéroïde binaire. Des satellites en orbite, dont les télescopes spatiaux Hubble et James Webb, prendront également part à ces observations.

De nombreux télescopes au sol qui participent à la campagne d’observation de la courbe de lumière n’avaient pas une vue directe du moment de l’impact, en raison de la position de Didymos par rapport à la Terre à ce moment-là, mais le Centre de coordination des objets géocroiseurs de l’ESA avait les yeux rivés sur le ciel lors de l’impact de DART, qui a provoqué l’éjection d’un panache de matière de l’astéroïde touché.

L’étude des premiers instants de ce panache de poussière ajoutera à notre compréhension de l’impact de DART, révélant la quantité de masse éjectée et, par conséquent, la quantité de poussée reçue par Dimorphos, qui fait environ de la taille du Colisée de Rome.

Que s’attend-on à voir ?

Il n’y aura pas de vidéo détaillée scène par scène de la collision. Le CubeSat LICIACube, préalablement largué par DART, observera le panache quelques minutes seulement après l’impact, effectuant son survol rapproché à 55 km de la surface de l’astéroïde. Ce que nous avons vu avec les télescopes au sol, c’est un point dans le ciel qui d’un coup gagne en luminosité.

Plus la quantité d’éjectas est élevée et plus il y a de matière pour réfléchir la lumière du soleil, et donc plus le système Didymos apparaît brillant dans le ciel.

Les images attendues, d’un point niché parmi les étoiles, sont le pain quotidien de la recherche astronomique – elles devraient révéler beaucoup de choses.

« Plus la quantité de matière éjectée de l’astéroïde est grande, plus sa luminosité augmente dans le ciel », explique Dora Föhring, astronome au Centre de coordination des objets géocroiseurs de l’ESA.

« C’est le premier test de ce genre, ce qui rend difficile de prédire la quantité de matière qui sera libérée par l’impact. Les estimations suggéraient que sa luminosité augmenterait d’environ une magnitude, mais que dans les scénarios les plus extrêmes, cela pouvait aller jusqu’à quatre. »

Le moment critique de la formation du panache est survenu alors l’astéroïde se trouvait directement au-dessus des télescopes disponibles de l’ESA, ce qui ajoutait à la complexité des observations ; étant donné que les astronomes ne savaient pas quelle serait l’augmentation de la luminosité de l’astéroïde, il était difficile de calibrer les instruments.

« Les modèles prédisaient que la durée totale de cet événement serait de deux minutes, et il était important que nous le capturions car les propriétés du moment même de l’impact donnent des informations sur l’impact cinétique dans son ensemble », explique Dora.

« Nous voulions aborder cet événement crucial avec un plan clair et nous assurer que tous nos systèmes auraient été soigneusement testés, calibrés et qu’ils seraient prêts à fonctionner. Des ajustements pouvaient toujours se révéler nécessaires dans les heures précédant l’impact, en fonction des conditions météorologiques locales. Un défi passionnant ! »

Ce qu’une « comète » artificielle révèle

Le panache de Dimorphos transformera la mini-lune de l’astéroïde en une sorte de comète artificielle, fabriquée par l’homme. Sa queue temporaire mettra des semaines à des mois à se disperser, nous permettant de regarder à l’intérieur pour comprendre sa composition et surtout, pour la défense planétaire, son niveau de densité.

« Un astéroïde de 160 m composé de matière à peine tassée aurait une masse beaucoup plus faible qu’un rocher compact et dense de la même taille », explique Marco Micheli, astronome au NEOCC de l’ESA.

« Le premier astéroïde ferait moins de dégâts s’il devait percuter la Terre ; il se briserait et brûlerait en grande partie dans notre atmosphère. Le second astéroïde, composé de 160 m de roche dense ou de métal, libérerait bien plus d’énergie. »

En plus de modéliser les impacts sur la Terre et leurs conséquences, il nous faut connaître la composition d’un astéroïde si jamais nous avons vraiment besoin de le frapper. Pourquoi ? C’est une question de conservation de la quantité de mouvement. L’impact cinématique de DART ne provoque qu’un petit changement de la quantité de mouvement. Cependant, s’il éjecte une grande quantité de masse avec une vitesse élevée dans la direction opposée, cela donnera une poussée supplémentaire à Dimorphos.

« L’incertitude de nos prévisions montre exactement pourquoi la mission DART était si nécessaire et pourquoi la mission de suivi Hera de l’ESA est une contribution européenne si passionnante à ce premier test de défense planétaire », explique Ian Carnelli, responsable de la mission Hera.

« Hera et ses deux CubeSats voyageront vers Dimorphos pour étudier le cratère formé par DART, sa structure interne et sa composition, ainsi que pour obtenir les mesures les plus précises possible de la masse de l’astéroïde. Simultanément, Hera permettra de tester des opérations en autonomie et en faible gravité dans l’espace lointain, vitales pour les missions de reconnaissance d’astéroïdes à risque qui pourraient être découverts un jour ».

Le Soleil ne se lève jamais sur le NEOCC

En raison de la position de Dimorphos dans le ciel au moment de l’impact, seuls les télescopes dans la région rouge représentée ici ont pu le voir. Cela comprend deux télescopes sous contrat avec le Centre de coordination des objets géocroiseurs de l’ESA : le télescope Les Makes de 0,6 m sur l’île de la Réunion, dans l’océan Indien, et le télescope Springbok de 0,36 m en Namibie.

En Afrique du Sud, le télescope SMARTnet de 0,5 m, habituellement utilisé pour traquer des débris spatiaux, était également mis à la disposition de l’ESA, ainsi que le télescope Watcher de 0,4 m dirigé par une équipe irlandaise. Au Qatar, une équipe d’astronomes amateurs chevronnés mettait aussi son télescope à la disposition de l’ESA et de son réseau.

Au fil des décennies, le NEOCC de l’ESA a mis en place un réseau de télescopes unique en son genre. Il est composé des télescopes de l’Agence, de ceux qui font l’objet d’une sous-traitance formelle et de ceux mis à la disposition de l’ESA par le biais d’accords ad hoc et informels.

Étant donné qu’il fait toujours nuit quelque part, cela signifie que le NEOCC peut accéder rapidement à des télescopes situés « dans l’obscurité » chaque fois que l’observation d’un objet potentiellement dangereux est nécessaire.

La vision de l’ESA pour un avenir sûr

Du futur télescope Flyeye qui scrutera le ciel à la recherche de nouveaux astéroïdes posant un risque aux experts qui suivent et calculent le risque d’impact avec la Terre, en passant par la mission Hera qui validera le test de défense planétaire de DART, le bureau de défense planétaire de l’ESA protège notre planète et la vie qui s’y trouve.

En savoir plus sur la vision de l’ESA en matière de sécurité spatiale dans les années à venir.