De petits astéroïdes sont maintenus ensemble par les forces de Van Der Waals

Qu'est-ce qui maintient ensemble les petits astéroïdes ? Sûrement pas la gravité, ils sont trop petits pour ça. Aujourd'hui, Daniel Scheeres et ses copains de l'Université du Colorado nous éclairent avec une étude des forces à l'œuvre dans ces petits corps.

En 2005, la mission japonaise Hayabusa a fait le tour et a atterri sur l'astéroïde en forme de pomme de terre Itokawa, qui ne mesure que quelques centaines de mètres. (Il devrait revenir sur Terre plus tard cette année avec un échantillon de poussière d'astéroïde.)

Les statistiques de vitesse de rotation suggèrent qu'Ikotawa et les astéroïdes similaires sont des tas de gravats maintenus ensemble par gravité sur des échelles de 150 mètres et plus. Mais les plus petits rochers devraient s'envoler dans l'espace à cette vitesse de rotation.

Mais cela crée un casse-tête. Les images de Hayabusa montrent qu'à plus petite échelle, Ikotawa n'est guère plus qu'une collection de rochers et de poussière. Mais si la gravité ne peut pas battre les forces centripètes impliquées, qu'est-ce qui maintient Ikotawa ensemble ?

Les astronomes savent depuis un certain temps que les forces impliquées n'ont pas besoin d'être importantes : diverses simulations ont montré que même de petites forces de cohésion peuvent stabiliser des tas de gravats en rotation dans des environnements à faible gravité.

Parmi les différentes possibilités, les principales étudiées par les astronomes sont la pression de rayonnement du Soleil, le frottement et les forces électrostatiques entre la poussière ionisée (qui est responsable de la lévitation de la poussière sur la Lune et donc plus susceptible de séparer la poussière).

L'objectif des derniers travaux de Scheeres et de sa société est d'effectuer une étude des forces pertinentes connues qui agissent sur les grains et les particules, d'indiquer leur forme analytique et les constantes pertinentes pour l'environnement spatial, et d'examiner comment ces forces s'échelonnent les unes par rapport aux autres.

Scheeres et co montrent qu'aucun des suspects habituels n'est le coupable probable. Au lieu de cela, il semble que de petits astéroïdes soient maintenus ensemble par les forces de van der Waals.

Cela a deux implications intéressantes. Premièrement, pour l'évolution des astéroïdes. Scheeres et ses collègues suggèrent que les astéroïdes en rotation projettent progressivement de plus gros rochers jusqu'à ce qu'ils se transforment en tas de gravats maintenus ensemble par les forces de van der Waals. Cela peut aider à expliquer la distribution de la taille des astéorides.

Deuxièmement, ce processus peut également expliquer, au moins en partie, la formation d'anneaux planétaires tels que ceux autour de Saturne qui sont constitués exclusivement de petits corps.

Si Scheere et co ont raison, leurs conclusions conduiront à une réévaluation significative des propriétés de surface des astéroïdes, sans parler de la structure et de l'évolution des anneaux planétaires. Pas un petit exploit.

Réf : arxiv.org/abs/1002.2478 : Mettre à l'échelle les forces sur les surfaces d'astéroïdes : le rôle de la cohésion

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