Concept d’artiste de Lucy Mission. Crédit : SwRI
Les astéroïdes incarnent l’histoire du début de notre système solaire. JupiterLes astéroïdes troyens, qui gravitent autour du Soleil sur la même trajectoire que la géante gazeuse, ne font pas exception. On pense que les chevaux de Troie sont des vestiges des objets qui ont finalement formé nos planètes, et leur étude pourrait offrir des indices sur la naissance du système solaire.
Au cours des 12 prochaines années, la mission Lucy de la NASA visitera huit astéroïdes – dont sept chevaux de Troie – pour aider à répondre aux grandes questions sur la formation des planètes et les origines de notre système solaire. Il faudra environ trois ans et demi au vaisseau spatial pour atteindre sa première destination. Qu’est-ce que Lucy pourrait trouver ?
Comme toutes les planètes, les astéroïdes existent dans l’héliosphère, la vaste bulle de l’espace définie par les portées du vent de notre Soleil. Directement et indirectement, le Soleil affecte de nombreux aspects de l’existence dans cette poche de l’univers. Voici quelques-unes des façons dont le Soleil influence les astéroïdes comme les chevaux de Troie dans notre système solaire.
Placer dans l’espace
Le Soleil représente 99,8 % de la masse du système solaire et exerce par conséquent une forte force gravitationnelle. Dans le cas des astéroïdes troyens que Lucy visitera, leur emplacement même dans l’espace est dicté en partie par la gravité du Soleil. Ils sont regroupés à deux Les points de Lagrange. Ce sont des endroits où les forces gravitationnelles de deux objets massifs – dans ce cas le Soleil et Jupiter – sont équilibrées de telle manière que les objets plus petits comme les astéroïdes ou les satellites restent en place par rapport aux corps plus gros. Les chevaux de Troie mènent et suivent Jupiter sur son orbite de 60° aux points de Lagrange L4 et L5.
Cette vidéo présente le chercheur principal de Lucy, Hal Levison, qui discute des astéroïdes troyens situés aux points de Lagrange et de la façon dont la mission Lucy tracera sa trajectoire pour les visiter. Crédits: NasaCentre de vol spatial Goddard/James Tralie
Pousser des astéroïdes (avec de la lumière !)
C’est vrai, la lumière du soleil peut déplacer les astéroïdes ! Comme la Terre et de nombreux autres objets dans l’espace, les astéroïdes tournent. À un moment donné, la face solaire d’un astéroïde absorbe la lumière du soleil tandis que la face sombre dégage de l’énergie sous forme de chaleur. Lorsque la chaleur s’échappe, elle crée une poussée infinitésimale, poussant l’astéroïde très légèrement hors de sa trajectoire. Sur des millions d’années, cette force, appelée effet Yarkovsky, peut sensiblement modifier la trajectoire des plus petits astéroïdes (ceux de moins de 25 milles, soit environ 40 kilomètres de diamètre).
De même, la lumière du soleil peut également modifier le taux de rotation des petits astéroïdes. Cet effet, connu sous le nom de YORP (du nom de quatre scientifiques dont les travaux ont contribué à la découverte), affecte les astéroïdes de différentes manières selon leur taille, leur forme et d’autres caractéristiques. Parfois, YORP fait tourner les petits corps plus rapidement jusqu’à ce qu’ils se séparent. D’autres fois, cela peut ralentir leur taux de rotation.
Les chevaux de Troie sont plus éloignés du Soleil que les astéroïdes géocroiseurs ou de la ceinture principale que nous avons étudiés auparavant, et il reste à voir comment l’effet Yarkovsky et YORP les affectent.
Sur des millions d’années, l’effet Yarkovsky peut sensiblement modifier la trajectoire des plus petits astéroïdes. Crédit : Goddard Space Flight Center de la NASA
Façonner la surface
Tout comme les roches sur Terre montrent des signes d’altération, il en va de même pour les roches dans l’espace, y compris les astéroïdes. Lorsque les roches se réchauffent pendant la journée, elles se dilatent. En refroidissant, ils se contractent. Au fil du temps, cette fluctuation provoque la formation de fissures. Le processus est appelé fracturation thermique. Le phénomène est plus intense sur les objets sans atmosphère, comme les astéroïdes, où les températures varient énormément. Par conséquent, même si les chevaux de Troie sont plus éloignés du Soleil que les roches sur Terre, ils montreront probablement plus de signes de fracturation thermique.
Une animation montre des centaines de particules de vent solaire volant du Soleil vers la Terre.
Les astéroïdes sont battus par le vent solaire, un flux constant de particules, de champs magnétiques et de radiations provenant du Soleil. Crédit : Goddard Space Flight Center de la NASA
Le manque d’atmosphère a une autre implication pour l’altération des astéroïdes : les astéroïdes sont battus par le vent solaire, un flux constant de particules, de champs magnétiques et de radiations provenant du Soleil. Pour la plupart, le champ magnétique terrestre nous protège de ce bombardement. Les particules qui traversent peuvent exciter les molécules dans l’atmosphère terrestre, provoquant des aurores. Sans champs magnétiques ni atmosphères propres, les astéroïdes subissent de plein fouet le vent solaire. Lorsque des particules entrantes frappent un astéroïde, elles peuvent projeter de la matière dans l’espace, modifiant ainsi la chimie fondamentale de ce qui reste.
