Image Atacama Large Millimeter Array du disque protoplanétaire autour de HL Tauri. Les anneaux noirs sont des lacunes dans le disque protoplanétaire riche en poussières et en gaz, probablement en raison de la formation des planètes. Ces espaces peuvent être similaires à l'espace disque que l'on pense être formé par la formation de Jupiter dans notre disque protoplanétaire. Crédit :ESO/ALMA
En utilisant un travail de détective cosmique, une équipe de chercheurs a trouvé des preuves que de minuscules morceaux d'astéroïdes du système solaire interne pourraient avoir franchi un fossé avec le système solaire externe, un exploit que l'on croyait improbable.
Environ 1 million d'années après le début du système solaire, on pense que pendant que le noyau de Jupiter s'est formé, il a créé un trou dans le disque protoplanétaire (le disque de gaz dense et de poussière entourant le soleil). Appelé le "Jupiter Gap, " Cette division a fortement limité le matériel de la traverser et aurait créé deux réservoirs distincts dans le disque.
Contre vents et marées, cependant, une équipe de chercheurs comprenant le professeur de recherche agrégé Devin L. Schrader et la chercheuse Jemma Davidson du Center for Meteorite Studies de l'Arizona State University ont trouvé des preuves dans des météorites que de minuscules fragments d'astéroïdes du système solaire interne ont traversé le Jupiter Gap dans le système solaire externe. Les résultats de leur étude ont été récemment publiés dans Geochimica et Cosmochimica Acta .
"Cette recherche fournit de nouvelles informations sur la dynamique du système solaire primitif, ", a déclaré l'auteur principal Schrader. "Nos recherches montrent que ces deux réservoirs n'étaient pas complètement isolés l'un de l'autre."
L'équipe de recherche, qui comprend également des scientifiques du Musée national d'histoire naturelle de la Smithsonian Institution, l'Université d'Hawai'i à Mānoa, Université de Washington à Saint-Louis, et l'Université de Harvard, ont été inspirés pour mener cette étude en raison d'échantillons rapportés de la mission de retour d'échantillons de comètes de la NASA, Poussière d'étoiles.
Ces échantillons ont laissé entendre que les comètes pourraient contenir du matériel qui a migré du système solaire interne vers les étendues extérieures où les comètes se sont formées et ont suggéré que la migration de matériel pourrait avoir été plus répandue dans le système solaire primitif qu'on ne le pensait auparavant.
Le professeur agrégé de recherche Devin Schrader détient un morceau de la météorite de Murchison de la collection du Centre d'études des météorites de l'ASU. Un morceau de la météorite de Murchison s'est avéré contenir des preuves que le matériel du système solaire interne a migré vers le système solaire externe. Crédit :Devin Schrader/ASU
"La mission Stardust était comme jeter un coup d'œil à travers les stores du tout premier système solaire, " a déclaré le co-auteur Timothy McCoy, président et conservateur des météorites au Muséum national d'histoire naturelle, Institution Smithsonian. "Nous savions que les météorites de nos collections pouvaient ouvrir la fenêtre pour que nous puissions voir toute la vue"
Dans cet esprit, ils ont entrepris de tester cette hypothèse à l'aide d'échantillons de météorites, spécifiquement les chondrites, qui étaient présents dans le système solaire primitif.
Et grâce à la grande collection de météorites du Center for Meteorite Studies, la Smithsonian Institution et la NASA, ils avaient accès à des échantillons de chondrites qui se seraient formées dans le système solaire interne ainsi que celles qui se seraient formées dans le système solaire externe.
En utilisant des microanalyseurs à sonde électronique (pour obtenir des images haute résolution des échantillons et des données sur les éléments majeurs et mineurs de minéraux individuels) et un spectromètre de masse à ions secondaires (utilisé pour analyser la composition isotopique des échantillons), l'équipe a pu fournir des preuves directes d'un mélange complexe de matériaux entre le système solaire interne et externe.
"En regardant les types d'échantillons que nous avons dans la collection du Center for Meteorite Studies, nous avons pu étudier comment la matière se déplaçait dans le disque protoplanétaire il y a quatre milliards et demi d'années, ", a déclaré le co-auteur Davidson.
Dans les études futures, l'équipe espère en apprendre davantage sur les missions de retour d'échantillons d'astéroïdes comme la mission Hayabusa2 de l'Agence japonaise d'exploration aérospatiale vers l'astéroïde Ryugu, qui devrait renvoyer des échantillons sur Terre plus tard cette année et l'OSIRIS-REx de la NASA sur l'astéroïde Bennu, qui devrait renvoyer des échantillons sur Terre en 2023.
