Une équipe internationale de scientifiques planétaires dirigée par des astronomes de l'AOP a trouvé un astéroïde derrière Mars avec une composition très similaire à celle de la lune. L'astéroïde pourrait être un ancien morceau de débris, remontant aux impacts gigantesques qui ont formé la lune et les autres planètes rocheuses de notre système solaire comme Mars et la Terre. La recherche, qui a été publié dans la revue Icare , a également des implications pour trouver de tels objets primordiaux associés à notre propre planète.

Les chevaux de Troie sont une classe d'astéroïdes qui suivent les planètes dans leurs orbites comme un troupeau de moutons pourrait suivre un berger, piégé dans des « refuges » gravitationnels à 60 degrés devant, et derrière, la planète (figure 1). Ils sont d'un grand intérêt pour les scientifiques car ils représentent les restes de la formation et de l'évolution précoce du système solaire. Plusieurs milliers de ces chevaux de Troie existent le long de l'orbite de la planète géante Jupiter. Plus près du Soleil, les astronomes n'ont jusqu'à présent découvert qu'une poignée de chevaux de Troie de Mars, la planète voisine de la Terre.

Une équipe comprenant des scientifiques italiens, La Bulgarie et les États-Unis et dirigés par l'Observatoire et planétarium Armagh (AOP) en Irlande du Nord ont étudié les chevaux de Troie de Mars pour comprendre ce qu'ils nous disent sur l'histoire des premiers mondes intérieurs de notre système solaire, les planètes dites terrestres. —mais aussi pour renseigner les recherches de chevaux de Troie de la Terre. Ironiquement, il est beaucoup plus facile de trouver des chevaux de Troie de Mars que pour notre propre planète parce que ces chevaux de Troie de la Terre, s'ils existent, asseyez-vous toujours près du Soleil dans le ciel où il est difficile de pointer un télescope. Un cheval de Troie terrestre, nommé 2010 TK7, a été découvert il y a dix ans par le télescope spatial WISE de la NASA, mais la modélisation informatique a montré qu'il s'agissait d'un visiteur temporaire de la ceinture d'astéroïdes entre Mars et Jupiter plutôt que d'une relique planétésimale de la formation de la Terre.

Pour connaître la composition des chevaux de Troie de Mars, l'équipe a utilisé X-SHOOTER, un spectrographe monté sur le très grand télescope (VLT) de l'Observatoire européen austral de 8 m au Chili. X-SHOOTER examine comment la surface de l'astéroïde réfléchit la lumière du soleil de différentes couleurs - son spectre de réflectance. En effectuant une comparaison spectrale avec d'autres corps du système solaire de composition connue, un processus appelé taxonomie, l'équipe espérait déterminer si cet astéroïde est fait d'un matériau similaire aux planètes rocheuses comme la Terre, ou s'il s'agit d'un morceau de matière riche en carbone et en eau typique du système solaire extérieur au-delà de Jupiter.

L'un des chevaux de Troie que l'équipe a examiné était l'astéroïde (101429) 1998 VF31. Les données de couleur existantes sur l'objet suggèrent une composition similaire à une classe commune de météorites appelées chondrites ordinaires. La puissance de collecte de lumière du VLT a permis de recueillir des données de meilleure qualité sur cet astéroïde que jamais auparavant. En combinant ces nouvelles mesures avec les données obtenues précédemment à l'installation du télescope infrarouge de la NASA à Hawaï, l'équipe a ensuite essayé de classer 101429. Ils ont constaté que le spectre ne correspondait pas bien à un type particulier de météorite ou d'astéroïde et, par conséquent, élargi leur analyse pour inclure les spectres d'autres types de surfaces.

A leur grande surprise, ils ont trouvé (Figure 2) que la meilleure correspondance spectrale n'était pas avec d'autres petits corps mais avec notre voisin le plus proche, la lune. Comme le Dr Galin Borisov, un PDRA de l'AOP qui a été profondément impliqué dans l'analyse spectrale explique :"Beaucoup des spectres que nous avons pour les astéroïdes ne sont pas très différents de la lune mais quand vous regardez de près, il y a des différences importantes, par exemple la forme et la profondeur de larges absorptions spectrales aux longueurs d'onde de 1 et 2 microns. Cependant, le spectre de cet astéroïde particulier semble être presque une sonnerie morte pour les parties de la lune où le substratum rocheux est exposé, comme l'intérieur des cratères et les montagnes."

D'où pouvait bien provenir un objet aussi insolite ? Une possibilité est que 101429 soit juste un autre astéroïde, semblable peut-être aux météorites chondrites ordinaires, qui a acquis son apparence lunaire par des éons d'exposition au rayonnement solaire, un processus appelé altération spatiale.

Alternativement, l'astéroïde peut ressembler à la lune car il vient de la lune. Dr Apostolos Christou, L'astronome AOP et auteur principal de l'article explique :« Le système solaire primitif était très différent de l'endroit que nous voyons aujourd'hui. L'espace entre les planètes nouvellement formées était plein de débris et les collisions étaient monnaie courante. Les gros astéroïdes — nous appelons ces planétésimaux — frappaient constamment la lune et les autres planètes. Un éclat d'une telle collision aurait pu atteindre l'orbite de Mars alors que la planète était encore en formation et était piégée dans ses nuages ​​​​troyens.

Un tiers, et le scénario le plus probable est peut-être que l'objet vient de Mars lui-même. Comme le souligne le Dr Christou, "La forme du spectre 101429 nous dit qu'il est riche en pyroxène, un minéral trouvé dans la couche externe ou la croûte des corps de la taille d'une planète. Mars, comme la lune et la terre, a été frappé par des impacts au début de son histoire, l'un d'eux était à l'origine du gigantesque bassin Boréalis, un cratère aussi large que la planète elle-même. Un impact aussi colossal aurait facilement pu envoyer 101429 sur son chemin vers le point lagrangien L5 de la planète. une origine martienne a été proposée il y a quelques années pour les frères et sœurs troyens de 101429, un groupe de chevaux de Troie collectivement connus sous le nom de famille Eureka (Figure 1). Ces astéroïdes ont également une composition inhabituelle mais, alors que 101429 est riche en pyroxène, ces astéroïdes de la famille Eureka sont principalement de l'olivine, un minéral trouvé profondément dans un manteau planétaire.

101429 et ses frères ont aussi quelque chose à nous apprendre sur la découverte des chevaux de Troie terrestres, s'ils existent. Des travaux antérieurs de l'équipe avaient montré que le rayonnement solaire provoque des débris, sous forme de blocs de la taille d'un rocher ou d'un bloc urbain, de ces astéroïdes pour s'échapper lentement des nuages ​​troyens de Mars. Si les chevaux de Troie de la Terre ressemblent à ceux de Mars, le même mécanisme agirait comme une source de petits astéroïdes géocroiseurs qui se démarqueraient par leur composition peu commune.

Trouver ces objets pourrait s'avérer être un travail pour l'observatoire Vera C. Rubin, sur le point de commencer l'étude la plus ambitieuse du système solaire à ce jour. Rubin devrait découvrir environ dix fois plus d'astéroïdes que ceux connus actuellement et, ainsi que le satellite GAIA qui scrute déjà le ciel depuis le point de Lagrange Terre-Soleil L2, peut nous offrir les meilleures perspectives à court terme pour retrouver les débris des compagnons de Troie de la Terre.