L'ASTÉROÏDE QUE DART A REPAVÉ

Quand la sonde DART de la NASA a percuté Dimorphos le 26 septembre 2022, elle a modifié l’orbite de ce petit astéroïde autour de son grand compagnon, Didymos. Des télescopes et la petite sonde LICIACube ont vu un panache de débris s’en échapper. La quantité de mouvement transmise et la forme de ce panache suggèrent que Dimorphos est un tas de gravats : un amas de blocs et de gravier à peine liés entre eux.

Mais des intérieurs différents peuvent coller à ces observations. Une équipe belge et roumaine s’est demandé où étaient allés les débris ensuite, et ce que cela change pour la mission Hera de l’Agence spatiale européenne, qui arrive auprès du couple fin 2026 pour compléter l’expérience DART.

Huit millions de particules et une boule de 580 kilos

Les chercheurs ont utilisé un code d’hydrodynamique des particules lissées (SPH), qui découpe un corps en millions de petites particules portant chacune une masse et se poussant les unes les autres — environ 8 millions par simulation.

• DART est devenu une sphère d’aluminium de 580 kilos arrivant à 6,14 km/s, selon sa trajectoire reconstituée.
• Dimorphos était un ellipsoïde d’environ 177 × 151 × 116 mètres : des blocs anguleux de 2,2 à 18 mètres, noyés dans un gravier fait à 45 % de vide.
• Une seconde version ajoutait un bloc de 64 mètres au centre. Les deux corps pèsent 3,53 et 3,79 milliards de kilos.
• L’attraction de Didymos, à 1,2 km, et la rotation du couple étaient prises en compte. Chaque simulation couvrait six heures, environ la moitié de l’orbite de Dimorphos autour de Didymos.

Treize pour cent arrachés, douze retombés

• L’impact a projeté environ 13 % de la masse de Dimorphos, surtout à quelques centimètres par seconde.
• Environ 12 % de la masse de l’astéroïde est retombée sur lui. Environ 1 % a été capturé par Didymos ou est resté lié au couple ; seuls 0,2 % environ ont quitté le système.
• Environ 80 % de ce qui retombe s’est posé en moins de 30 minutes.

Au lieu d’un cratère en forme de bol, l’impact a laissé une dépression à fond plat. Les débris retombés ont couvert toute la surface, mais inégalement : plus de 8 mètres d’épaisseur autour du bord de la dépression, seulement quelques dizaines de centimètres près de l’antipode, le point opposé à l’impact. Avec une gravité aussi faible, l’attraction de Didymos et la rotation du couple courbent la trajectoire des débris lents ; sans ces effets, les simulations précédentes donnaient une couche uniforme.

Les gros blocs ont traversé la pluie de débris, sont restés à découvert et ont abrité le sol derrière eux. Le bloc central n’a presque rien changé au motif d’ensemble : loin du bord et des blocs, les couches de débris des deux modèles diffèrent en général de moins d’un mètre d’épaisseur.

À gauche : coupes des deux astéroïdes simulés avant et après l’impact (en bas : avec un bloc central). À droite : la couche de débris du modèle uniforme vue de quatre côtés (jaune : débris retombés ; bleu : moins de 20 cm). — Figure 1, Raducan et al. (2026), arXiv:2610.35718.

Une gravité aux nouvelles bosses

Avant l’impact, la forme de l’astéroïde dictait le motif de sa gravité de surface. Après, l’ensemble bouge à peine, mais des changements locaux apparaissent, jusqu’à environ 0,004 millimètre par seconde au carré (la gravité mesurée par la vitesse que gagne chaque seconde un objet qui tombe) — à peu près 10 % de la gravité locale d’avant l’impact. Ces nouvelles bosses viennent surtout des blocs d’environ un mètre : projetés plus lentement que le gravier, ils restent volontiers sur l’astéroïde, et l’impact en déterre d’autres.

Et le bloc caché de 64 mètres ? Il rend la gravité plus forte partout, simplement parce que le corps est plus lourd, mais il ne laisse aucune signature reconnaissable — sauf à un endroit. Dans la dépression, l’excavation a rapproché la surface d’environ 20 mètres du bloc. Comparée à celle d’un corps de même forme et de densité uniforme (une anomalie de Bouguer), la gravité y est plus forte d’environ 10 % — un autre 10 % que le précédent, qui comparait l’astéroïde avant et après l’impact —, un signal absent du modèle uniforme.

Gravité de surface simulée avant (en haut) et six heures après l’impact (au milieu), et sa variation (en bas), sans (à gauche) et avec (à droite) bloc central ; la croix marque le site d’impact. — Figure 3, Raducan et al. (2026), arXiv:2610.35718.

Ce qui attend les instruments de Hera

Hera mesurera la forme et la masse du couple. Son petit CubeSat, Juventas, sondera Dimorphos avec un radar basse fréquence, JuRa, et, une fois posé, mesurera la gravité locale avec le gravimètre GRASS. L’imageur HyperScout-H enregistrera la surface dans des bandes de lumière étroites, entre 0,65 et 0,95 micromètre.

• Les couleurs. La lumière réfléchie ne sonde que les quelques premiers micromètres (millièmes de millimètre) d’une surface, et même les dépôts prévus les plus minces sont plus épais : dans les couleurs d’HyperScout-H, l’essentiel de Dimorphos pourrait paraître refait à neuf, montrant les débris de DART plutôt que la surface d’avant. L’ancienne surface survit le plus probablement près de l’antipode et à l’abri des gros blocs.
• La gravité. Les changements prévus sont environ cent fois plus grands que ce que GRASS peut détecter. Des blocs voisins et des débris d’épaisseur inégale peuvent modifier à la fois l’intensité et la direction de l’attraction qu’il mesure.
• La profondeur. L’intérieur profond se sent le mieux dans la dépression. Mais un seul point peut ne pas représenter tout l’astéroïde, et la gravité seule ne sépare pas les blocs peu profonds des blocs profonds : le radar, qui voit à l’intérieur, doit combler ce manque.

Six heures, deux extrêmes

Ce sont deux versions extrêmes de Dimorphos, pas le vrai ; toutes deux sont plus lourdes qu’une estimation récente tirée de son mouvement, environ 2,7 milliards de kilos. Les épaisseurs supposent un gravier retombé 20 % moins dense qu’avant ; s’il est plus aéré, les couches sont plus épaisses qu’annoncé. Et quand la simulation s’arrête, à six heures, les derniers 6 % des débris tournent encore autour du couple, sur des trajectoires qui peuvent mettre des jours, voire des semaines, à s’achever.