(216)Kleopatra est un astéroïde très allongé, en forme d’haltère, de 267 km de longueur mais d’environ 80 km seulement dans les 2 autres directions. L’astéroïde est accompagné de 2 satellites, qui exercent sur lui des marées, conduisant les satellites à migrer vers l’extérieur. La vitesse de migration de son satellite le plus extérieur a pu être mesurée par Broz et al. (2021). En appliquant la théorie des marées classique (valable pour un astre sphérique), ces auteurs ont pu en déduire les propriétés élastiques de l’astéroïde, et ont obtenu en particulier une valeur de la rigidité mu de l’astéroïde environ 3 ordres de grandeur plus faible que ce qu’on attendrait pour ce type d’astéroïde.

J’ai refait le calcul des marées en considérant cette fois l’astéroïde non plus comme une sphère, mais avec sa forme réaliste d’haltère. L’astéroïde est ainsi considéré comme une poutre ceintrée au milieu, sollicitée en compression/étirement et en torsion par les passages des satellites. Le calcul des marées donne alors une dissipation d’énergie environ 240 fois plus élevée que si l’on avait affaire à un astéroïde sphérique. Cet effet de forme explique pour une majeure part la vitesse de migration anormalement élevée observée pour le satellite, et conduit à une rigidité de l’astéroïde beaucoup plus proche de ce que l’on attendrait pour un astéroïde de ce type.

Du fait de la rotation rapide de (216)Kleopatra (période de 5,38 heures), sa forme d’haltère est en fait très proche d’une forme d’équilibre hydrostatique, sous l’effet combiné de la gravité et de la force centrifuge. En admettant que l’équilibre hydrostatique se maintient, je discuterai par ailleurs de l’évolution séculaire de la forme de l’astéroïde au fur et à mesure que l’énergie du système est dissipée par l’effet des marées.

Gérard Caudal, UVSQ

Location
LATMOS
Guyancourt
Room 2202

Online
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