Échantillon d'astéroïde de l'espace lointain révèle un ingrédient inattendu
Le 5 décembre 2020, une petite capsule s'est détachée du vaisseau spatial Hayabusa2 du Japon lors de son survol programmé de la Terre. La cargaison a atterri comme prévu dans l'outback australien, marquant la fin d'un voyage aller-retour de 6 ans pour étudier l'astéroïde Ryugu. Depuis, des chercheurs, dont une équipe de l'Université de Hiroshima, ont analysé les échantillons minéraux sans précédent collectés sur cette roche spatiale lointaine. Mais selon leurs récentes découvertes, publiées dans la revue Meteoritics & Planetary Science, l'un de ces minéraux défie les théories précédentes sur la formation de Ryugu. Ces résultats pourraient aider à clarifier l'évolution du système solaire et les complexités surprenantes de certains de ses astéroïdes les plus primitifs.
Pour comprendre Ryugu, il est important de connaître ses origines. Les chercheurs pensent que cette roche d'un demi-mile de large et pesant 496 millions de tonnes appartient à un corps parent qui s'est formé 1,8 à 2,9 millions d'années après la naissance de notre système solaire. Cette famille d'astéroïdes, probablement Eulalia ou Polana, s'est formée à partir de mélanges glacés de dioxyde de carbone et d'eau aux confins du système solaire. Pendant des millions d'années, des éléments radioactifs se sont désintégrés et ont généré de la chaleur à l'intérieur du corps parent, atteignant probablement environ 50 degrés Celsius. On pense qu'un impact catastrophique avec un autre astéroïde a créé Ryugu, riche en carbone et composé de roches similaires aux météorites chondrites CI qui traversent fréquemment l'atmosphère terrestre.
Mais si les chondrites CI sont courantes, les chondrites à enstatite ne le sont pas. Ces astéroïdes rares se forment dans des conditions de température extrêmement élevées dans la région intérieure du système solaire. Les chondrites à enstatite contiennent différents minéraux, comme la djerfisherite, un sulfure de fer-nickel riche en potassium. Selon tout ce que les scientifiques savent sur les astéroïdes, Ryugu ne devrait pas contenir un ingrédient comme la djerfisherite, mais c'est le cas. « Sa présence est comme trouver une graine tropicale dans la glace arctique », a déclaré Masaaki Miyahara, professeur associé en sciences et ingénierie à l'Université de Hiroshima et co-auteur de l'étude.
Miyahara et ses collègues ont repéré la djerfisherite de Ryugu en utilisant la microscopie électronique à transmission à émission de champ (FE-TEM) pour mieux comprendre comment l'altération terrestre a affecté les couches minérales de l'astéroïde. Selon Miyahara, cette découverte « remet en question l'idée que Ryugu est compositionnellement uniforme » et soulève de nouvelles questions sur l'évolution des astéroïdes primitifs. Les experts savent, grâce à des expériences passées, que la djerfisherite peut se former lorsque des fluides riches en potassium et des sulfures de fer-nickel interagissent à des températures supérieures à 350 degrés Celsius. Compte tenu de leur compréhension des chondrites à enstatite, cela a conduit l'équipe de Miyahara à deux explications possibles.
« La découverte de djerfisherite dans un grain de Ryugu suggère que des matériaux aux histoires de formation très différentes ont pu se mélanger tôt dans l'évolution du système solaire, ou que Ryugu a connu des conditions localisées et chimiquement hétérogènes non reconnues auparavant », a expliqué Miyahara. Les premières preuves suggèrent que la seconde théorie est plus probable, mais les chercheurs ne peuvent pas en être sûrs uniquement sur la base des informations actuellement disponibles. Quoi qu'il en soit, cette découverte a révélé que les premières ères du système solaire ont connu des interactions spatiales profondes inattendues. À l'avenir, l'équipe espère mener des études isotopiques sur les échantillons pour préciser l'origine des minéraux. Pendant ce temps, la sonde Hayabusa2 est actuellement en route pour un rendez-vous en 2031 avec son prochain astéroïde, une petite roche en rotation rapide connue sous le nom de 1998 KY.
