Les astéroïdes décamétriques, de la taille d'un bus, peuvent percuter la Terre avec une récurrence de quelques années et causer des dommages à l'échelle régionale, comme en 1908 à Tunguska (Sibérie) ou en 2013 à Tcheliabinsk, dans l'Oural. La plupart d'entre eux proviennent de la ceinture principale d'astéroïdes, située entre Mars et Jupiter, où ils se comptent par millions. Répertorier ces astéroïdes est fondamental à la fois pour élucider les origines et l'évolution du système solaire et pour la sécurité planétaire – il faut en effet identifier ceux dont l'orbite croise celle de la Terre (géocroiseurs).
Jusqu'à récemment, il n'était possible de détecter dans la ceinture d'astéroïdes que des corps de diamètre supérieur à un kilomètre. Une limite préoccupante car la majorité des astéroïdes présents sont plus petits et ont une plus grande probabilité de quitter la zone et devenir des géocroiseurs.
Or des astrophysiciens observant deux exoplanètes de l'étoile TRAPPIST-1 à l'aide de l'instrument MIRI du télescope spatial James Webb ont pu voir de nombreux astéroïdes traverser leur champ de vue, pourtant très petit.
« Pour couvrir une période orbitale complète des planètes TRAPPIST-1b et c (respectivement 1,5 et 2,42 jours), nous avons dû recueillir des données en continu pendant environ 60 heures, une durée inégalée pour ce type d'observation, précise Elsa Ducrot, chercheuse au CEA-Irfu. Et comme l'étoile TRAPPIST-1 est située dans le plan de l'écliptique, la ceinture principale d'astéroïdes se trouvait aussi dans le viseur de MIRI. » Heureusement pour les scientifiques, aucun de ces astéroïdes ne traverse la ligne de vidée de TRAPPIST-1 depuis le point de vue du JWST, sinon ils affecteraient les observations de l'étoile qui reste l'objectif principal de cette mission.
Les plus petits astéroïdes jamais observés dans la ceinture
Toutefois, au lieu de nettoyer les images parasites des astéroïdes, les chercheurs ont voulu savoir s'il était possible d'extraire de leurs données des informations sur les astéroïdes du système solaire. Pour cela, ils ont mis en œuvre une technique permettant de faire ressortir un objet peu lumineux du bruit – par décalage et empilement de plusieurs images d'un même champ de vue.
En traitant plus de 10 000 images du système TRAPPIST-1 prises par le James Webb, l'équipe a identifié huit astéroïdes déjà répertoriés dans la ceinture principale et est parvenue à détecter 138 nouveaux astéroïdes, tous d'un diamètre de quelques dizaines de mètres. Ces objets constituent les plus petits astéroïdes jamais observés dans cette région.
Avec sa grande sensibilité dans l'infrarouge et le grand pouvoir collecteur de lumière du James Webb, MIRI s'avère idéal pour l'observation de petits corps de notre système solaire qui émettent précisément dans ces longueurs d'onde.