Les planètes ne sont pas les seuls objets célestes à avoir des lunes – les astéroïdes peuvent aussi en avoir. Il s’agit généralement d’autres astéroïdes, plus petits, en orbite autour d’un astéroïde central plus grand. Aujourd’hui, une équipe d’astronomes thaïlandais et français a découvert un système d’astéroïdes comportant trois satellites. Ce nouveau système à quatre corps fait paraître simples, en comparaison, des problèmes gravitationnels complexes comme le problème à trois corps.
Le site astéroïde qui a tant d’attaches est connu sous le nom de (130) Elektra. Découvert pour la première fois en 1873 par Christian Peters, il mesure environ 200 km de diamètre et pèse approximativement 7 x 10^18 kg. Cette masse est plus que suffisante pour capturer ses trois petits astéroïdes en orbite, connus sous les noms de S/2003 (130) 1, S/2014 (130) 1 et S/2014 (130) 2 – la découverte la plus récente n’a été détaillée que dans un article publié sur arXiv le 10 février.
Image de (130) Elektra avec le “halo” de l’astéroïde enlevé. Crédit : Berdeu et al.
Leurs désignations reflètent l’année de leur première observation, ce qui montre que S/2014(130) 2 est resté inobservé dans un ensemble de données pendant plus de sept ans. Cet ensemble de données a été collecté par le Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch facility (SPHERE), une plateforme d’observation sur le Very Large Telescope (VLT). The telescope turned its attention to (130) Elektra back in 2014. Over that time, the dataset captured S/2014 (130) 2 one hundred and twenty different times over 22 days. So why was it so hard to find?
Projected orbits of Elektra’s three moons. Credit: Berdeu et al.
There are two answers to that question. First, the total amount of data has to be reduced. Second, even when the data was reduced, the signal for the moon itself was hidden in the larger asteroid’s “halo.” Dr. Anthony Berdeu and his team developed novel algorithms for both that allowed them to tease out the previously indiscernible moon.
Another potential detection of the moon around Elektra in a different data set – this one was collected in 2019. Credit: Berdeu et al.
Reducing the amount of data while analyzing it might seem counter-intuitive, but data reduction pipelines are commonplace in spectrography. This is mainly because data sets have optical artifacts derived from other spectra that aren’t necessarily of interest to certain studies. To eliminate these artifacts, Dr. Berdeu and his team utilized a novel data reduction technique for the SPHERE instrument called Projection, Interpolation, Convolution (PIC) and published in a separate paper back in 2020. With this tool, they could eliminate enough spectral artifacts to get a clearer picture of their intended target.
That target was still surrounded by a “halo,” which is another type of spectral artifact that made the asteroid’s surface appear to glow. It also reached far enough out from the asteroid’s surface to engulf S/2014(130) 2, which has a semi-major axis of only 344 kilometers from Elektra’s surface.
Les lunes peuvent apparaître n’importe où, comme le montre cette vidéo de l’UT.
Les chercheurs ont donc développé un autre algorithme de traitement du signal, qui tente de modéliser la physique du halo, puis de supprimer ces niveaux de lumière modélisés de toute image capturée de la cible. À l’aide d’un algorithme connu sous le nom de fonction d’étalement du point (PSF), les scientifiques ont réussi à supprimer l’effet de halo de l’astéroïde, révélant ainsi le plus petit satellite d’Elektra, dont l’orbite est la plus proche.
Il est encourageant de constater que cette technique de réduction des données et d’élimination de l’effet de halo peut également être utilisée pour d’autres observations d’astéroïdes, et ce bien après la collecte des données, comme le prouve le décalage de sept ans dans l’analyse des données. Il pourrait donc y avoir beaucoup d’autres systèmes d’astéroïdes à corps multiples dans la ceinture d’astéroïdes qui font que la mécanique orbitale d’un problème à quatre corps semble être un jeu d’enfant.
Publié à l’origine sur Universe Today.
