« Ultima Thulé nous montre l’enfance de la comète Chury »

Ultima Thulé, vu à 28000 km de distance. © Nasa/JHUAPL
Le 2 janvier, l’équipe de New Horizons a dévoilé la première image résolue de la surface d’Ultima Thulé. Ce n’est que la face émergée de l’iceberg, car moins de 1% des données à bord de la sonde ont été téléchargées, mais elle met déjà les scientifiques en ébullition.

 « Je vous présente Ultima Thulé »

L’effervescence était palpable ce 2 janvier 2019, à l’université Johns Hopkins, dans la banlieue de Washington. Lors de la conférence de presse de 14 h (heure locale), Alan Stern, responsable de la mission New Horizons, prend la parole pour présenter la première image résolue de la surface d’Ultima Thulé produite par la sonde américaine. Cet astéroïde de la Ceinture de Kuiper, situé à 44 fois la distance Terre-Soleil, est l’objet le plus lointain jamais exploré par l’humanité.

De gauche à droite : Alan Stern, Cathy Olkin et Carly Howett, tous trois du Southwest Research Institute. © JL Dauvergne / C&E

Avant de dévoiler le cliché tant attendu, Alan Stern a souligné l’exploit technique : « Ce que ce vaisseau et cette équipe ont accompli est sans précédent. L’objet avec lequel nous avions rendez-vous vers minuit, la nuit du Nouvel An, n’était même pas connu avant l’été 2014. Nous avons dû utiliser des outils de pointe comme les télescopes spatiaux Gaia et Hubble pour connaître son orbite avec assez de précision, afin de l’intercepter exactement au bon endroit et au bon moment. »

Pour faire durer le suspense, le chercheur est revenu sur la meilleure image que nous avions jusqu’ici prise à environ 500 000 kilomètres de distance.

L’astéroïde Ultima Thulé (aussi appelé 2014 MU69) vu à 500 000 km de distance. © Nasa/JHU-APL/SwRI

« Cette image fait tellement 2018 », a plaisanté Alan Stern, avant de montrer le cliché téléchargé le 1er janvier 2019. La photo a été prise juste avant le survol de l’astéroïde, à 27 000 km de la cible : « Je vous présente Ultima Thulé ! Ce que vous voyez est le premier objet binaire par contact jamais exploré. Ce sont deux corps célestes distincts réunis au touche-à-touche », a détaillé le chercheur.

Alan Stern dévoile la première image résolue de la surface d'Ultima Thulé. © JL Dauvergne/C&E

Premier portrait robot

La taille de l’objet, d’abord estimée à 36 km, a été revue légèrement à la baisse. Ultima Thulé fait 33 km dans sa plus grande longueur. La plus grosse des deux sphères composant l’objet a un diamètre de 19 km, et la seconde, 14 km. « En tant que scientifiques, nous ne sommes pas si créatifs avec les noms. Nous avons donc décidé de surnommer le plus gros lobe Ultima et l’autre Thulé », dévoile Alan Stern, avec humour.

Ultima Thulé, vu à 27000 km de distance. © Nasa/JHUAPL/SwRI

Cathy Olkin, sa collègue du Southwest Research Institute, a ensuite apporté des précisions sur la période de rotation : « Avec les nouvelles données, nous savons qu'Ultima Thulé tourne sur lui-même en 15 heures, plus ou moins 1 heure. » La forme bilobée de l’astéroïde explique aussi pourquoi peu de variations de luminosité ont été observées avant le survol. En effet, deux sphères reflètent la lumière toujours de la même façon dans le temps, alors qu’un objet de forme elliptique avec le même axe de rotation montre de fortes variations dans le temps. Cathy Olkin a présenté une animation pour illustrer son propos :

De fortes variations de luminosité

Ces premières images permettent par ailleurs de voir de fortes nuances de gris à la surface d’Ultima Thulé. « Les zones les plus claires réfléchissent 30% de la lumière du Soleil, et les zones les plus sombres seulement 6%. Une région particulièrement intéressante est le “cou” entre les deux lobes. C’est l’une des zones les plus brillantes ; nous pensons que c’est lié à une accumulation de grains fins », explique Cathy Olkin. 

La vue en fausses couleurs, à droite, souligne les variations de luminosité à la surface d’Ultima Thulé. © Nasa/JHU-APL/SwRI

Jeffrey Moore, de l’Ames Research Center de la Nasa, a complété ce point en présentant une modélisation des forces de gravité à la surface d’Ultima Thulé. Ce modèle suppose une densité de l’astre comparable à celle de l’eau. L’hypothèse est plausible, faute de mieux, car New Horizons n’a pas pu mesurer la masse totale d’Ultima Thulé. Sur ce diagramme, les zones en jaune correspondent aux régions où la pente est assez forte pour qu’un objet puisse rouler à la surface de l’astéroïde. 

La zone en jaune indique les régions d’Ultima Thulé, où la forte pente permet aux objets en surface de rouler. 

Une surface essentiellement rouge

La couleur approximative d’Ultima Thulé était déjà connue à partir des données du télescope Hubble, mais on peut maintenant affirmer que le petit astre est rouge. « Ces deux lobes ont la même couleur, mais la région du “cou” est non seulement plus claire, mais aussi plus bleue », a détaillé Carly Howett, du Southwest Research Institute. « Cette couleur est comparable avec celle d’autres objets de la Ceinture de Kuiper. Nous pensons qu’elle est le résultat de l’irradiation de glace », ajoute la chercheuse.

Les données couleurs (à gauche) sont fournies par l'instrument Ralph de New Horizons. Elles ont été couplées à l'image monochrome issue
de la caméra haute résolution Lorri (au centre). © Nasa/JHU-APL/SwRI 

La couleur fait penser à ce que l’on a vu au pôle de Charon, le principal satellite de Pluton, même si Ultima Thulé est moins sombre que cette zone.

La couleur et l’albédo d’Ultima Thulé, comparés à ceux de Charon, le plus gros satellite de Pluton. © Nasa/JHU-APL/SwRI 

Une machine à remonter le temps

Quel est le point commun entre les comètes de Halley, Hartley, Borelli et Chuyrumov-Gerasimenko (alias « Chury ») ? Ces petits astres font partie de la courte liste des six comètes survolées par une sonde spatiale et elles ont toutes une forme très allongée, avec deux lobes plus ou moins marqués.

Voici les quatre comètes vues par des sondes spatiales et présentant une forme très allongée. © Russian Accademy of Sciences / Nasa / JPL / UMD / ESA/Rosetta/Navcam

« Jusqu’ici, nous n’étions pas certains d’avoir compris l’origine de la forme de la comète Chury, étudiée par la sonde européenne Rosetta. Nous ne savions pas si elle était due à l’action du rayonnement du Soleil ou bien s’il s’agissait d’un objet binaire », souligne Richard Binzel, planétologue au MIT. Or, les astronomes pensent qu’à l’origine, la comète Chury (tout comme Borelli, Halley et Hartley) était située dans la Ceinture de Kuiper. Ultima Thulé fait donc partie de la même famille, mais son orbite relativement circulaire indique qu’il ne s’est jamais rapproché du Soleil.

L'astrophysicien Richard Binzel.© JL Dauvergne/C&E

En restant dans une région froide depuis plus de 4 milliards d’années, l’objet se montre à nous tel qu’il était à la naissance de notre système planétaire. « Ultima Thulé est un écho du passé de la comète Chury. Avec lui, nous découvrons la forme que cette comète avait probablement à l’origine. New Horizons nous a permis de revenir au tout début du film », s'enthousiasme Richard Binzel.

Une brique promordiale du Système solaire

Le planétologue Jeffrey Moore. © JL Dauvergne/C&E

Pour Jeffrey Moore, Ultima Thulé ne nous raconte pas seulement l’origine des comètes, mais aussi celle des planètes. « Ce que l’on voit, c’est ce qu’il reste des premiers planétésimaux, c’est-à-dire les briques qui ont servi à construire le Système solaire. Vers l’intérieur de celui-ci, là où ces briques étaient plus nombreuses, elles sont entrées en collision pour former les planètes et leurs satellites. Ces blocs originels situés dans l’arrière-cour du Système solaire sont les seuls restés intacts de l’époque de sa formation. Tout ce que l’on trouve sur Terre a été formé à partir de tels petits astres, y compris nos télescopes et nos sondes spatiales », souligne Jeffrey Moore en guise de conclusion.

 

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