Les échantillons de l’astéroïde Ryugu commencent à livrer leurs secrets sur les débuts du Système solaire

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L’astéroïde Ryugu vu depuis le vaisseau spatial japonais Hayabusa-2. | JAXA/AP
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Une année après le retour des échantillons de l’astéroïde Ryugu sur Terre par la sonde japonaise Hayabusa-2, des chercheurs livrent leurs premières analyses. Elles permettent notamment de comprendre la composition de la poussière à partir de laquelle les objets du Système solaire interne se sont formés. Une première étape avant des analyses plus approfondies sur la roche spatiale riche en carbone.

Pour rappel des faits précédents, le 6 décembre 2020, la sonde japonaise Hayabusa-2 a largué 5,4 grammes de poussière de l’astéroïde Ryugu dans une zone désertique du sud de l’Australie, après des millions de kilomètres parcourus. Ryugu mesure environ 1 kilomètre de diamètre (avec une crête autour de son équateur) et orbite à une distance comprise entre 140 et 210 millions de kilomètres du Soleil, sur une orbite assez proche de celle de la Terre.

La mission consistant à se rendre jusqu’à l’astéroïde, à s’y poser deux fois (les 22 février et 11 juillet 2019), puis à ramener sur Terre les poussières récupérées, a nécessité un niveau de compétence et de planification impressionnant. Hayabusa-2 a maintenant rendez-vous avec d’autres astéroïdes au cours des prochaines années.

Les astéroïdes : de bons témoins de la formation des planètes

Il faut savoir que les astéroïdes sont de bons témoins pour retrouver la recette de la formation des planètes, et donc du Système solaire. Ryugu est seulement le deuxième astéroïde à partir duquel une mission de retour d’échantillons a été menée. Le premier était Itokawa, dont le retour d’échantillons a échoué, si bien que seule une infime quantité de poussière a finalement atteint la Terre en 2010.

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Dans deux articles publiés le 20 décembre 2021 dans Nature Astronomy, des équipes de recherche internationales ont révélé que Ryugu est une roche spatiale très sombre, très poreuse et qu’elle incorpore des matériaux du Système solaire les plus primitifs auxquels nous n’ayons jamais eu accès sur Terre. Bien qu’attendus, ces résultats sont très intéressants dans la mesure où l’astéroïde est resté plus ou moins inchangé depuis la formation du système solaire il y a 4,5 milliards d’années. L’échantillon pourrait ainsi contribuer à revisiter les paradigmes de l’origine et de l’évolution du système solaire.

Ryugu : très sombre et poreux

Du côté des analyses, il était déjà connu que Ryugu était un astéroïde de type C : le plus courant dans le système solaire. Leurs roches sont riches en carbone, ce qui les rend très sombres. Ils contiennent également beaucoup d’éléments volatils. Le premier article de Nature décrit les pesées et mesures microscopiques des grains de différentes tailles, quand le second livre les premières informations sur la composition de ces grains.

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Échantillons de Ryugu rapportés par la sonde japonaise. © Yada et. al., 2021.

Dans la première étude, dirigée par l’astronome Toru Yada, l’analyse d’un échantillon de Ryugu confirme que l’astéroïde est extrêmement sombre, certainement l’un des plus sombres du Système solaire. En général, les astéroïdes de type C ont un albédo (mesure de la quantité de rayonnement solaire réfléchie par un corps) de 0,03 à 0,09. L’albédo de Ryugu est de 0,02, ce qui signifie qu’il ne reflète que 2% du rayonnement solaire qui le frappe.

Le second constat concerne la densité de cette matière, globalement assez faible. L’astéroïde est donc plus poreux (46%) que la moyenne des astéroïdes déjà étudiés, ce qui le rend assez fragile. Ces résultats correspondent à la porosité de la roche mesurée par imagerie thermique à distance et aux mesures effectuées sur l’astéroïde lui-même.

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Dans le second article, une équipe dirigée par l’astronome Cédric Pilorget de l’Université Paris-Saclay a analysé la composition de la poussière. Ils ont aussi détecté que l’astéroïde semble constitué d’une matrice extrêmement sombre, probablement dominée par des phyllosilicates, ou des minéraux de type argileux. Il serait constitué d’une matrice hydratée, dans laquelle se trouve de la matière organique, mais aussi des carbonates (un assemblage de carbone et d’oxygène) et des composés azotés. Le microscope utilisé permet de déterminer quelles longueurs d’onde sont réfléchies ou absorbées, ce qui renseigne sur la nature du matériau présent.

Témoin des premiers âges du Système solaire

Ces deux articles s’accordent à dire que, du point de vue de la porosité et de la composition, Ryugu s’apparente à un type de météorite classé dans la catégorie des « chondrites CI ». Cela signifie que la roche spatiale est carbonée et ressemble à la météorite d’Ivuna (tombée en 1938 en Tanzanie). Par rapport aux autres météorites, celles-ci ont une composition très proche de celle de la photosphère solaire, ce qui suggère qu’elles sont les plus primitives de toutes les roches spatiales connues.

« Nos premières observations en laboratoire pour l’ensemble des échantillons retournés démontrent que Hayabusa-2 a récupéré un échantillon représentatif et non traité (bien que légèrement fragmenté) de Ryugu », écrit l’équipe de Yada dans son article. Des analyses plus approfondies seront sans doute effectuées sur Ryugu pour en découvrir davantage sur ce qu’était notre système solaire lorsqu’il s’est formé à partir des restes de poussière du Soleil.

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Source : Nature Astronomy

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