Enquêter sur les phases les plus anciennes et les moins connues de l'histoire du système solaire, quand le jeune soleil était encore enveloppé d'un disque de gaz et de poussière dans lequel les planètes commencèrent à se former, est probablement l'un des défis les plus complexes de la science planétaire moderne. Les corps célestes existants qui se sont formés à l'époque sont peu nombreux, et dans la majorité des cas, les preuves des anciens processus qui ont marqué la naissance du système solaire ont été perdues.

Depuis des décennies, l'astéroïde Vesta a fait l'objet d'un grand intérêt. En particulier, la survie de sa fine croûte volcanique aux impacts a fourni une contrainte puissante à la violence du système solaire primitif. Récemment, cependant, les données collectées par la mission Dawn de la NASA, qui touche maintenant à sa fin après avoir exploré avec succès également l'astéroïde Cérès, a soulevé la possibilité que la mémoire de Vesta ne soit pas aussi bonne que nous le pensions.

D'une part, les cratères produits par les impacts à sa surface au cours des 4 derniers milliards d'années semblent avoir effacé les traces des plus anciens formés dans le disque circumsolaire. La mission Dawn a confirmé que les météorites HED étaient des fragments de la croûte de Vesta qui ont atterri sur Terre. L'éventuelle plus grande épaisseur de la croûte de Vesta par rapport à ce qui a été suggéré par les météorites HED remet en cause les conclusions dérivées de l'état de la croûte.

Les résultats d'une équipe internationale de chercheurs dirigée par Diego Turrini de l'INAF-IAPS, publié dans la revue Icare , suggérer différemment. "Il s'agit de changer notre perspective et, au lieu de se concentrer uniquement sur les effets destructeurs des impacts comme nous l'avons fait jusqu'à présent, pensez aussi aux constructifs, " explique Diego Turrini.

"Chaque impact enlève de la matière à la surface de Vesta, mais en même temps, fournit du nouveau matériel, " dit Vladimir Svetsov, membre de l'équipe et co-auteur de l'étude. "En équilibrant les deux effets, il est possible d'extraire des informations plus précises à partir des données de Dawn et HEDs."

Les résultats d'études en laboratoire des météorites HED avaient révélé ces dernières années comment certaines de ces météorites présentaient des surabondances d'eau et d'éléments sidérophiles (éléments présentant une affinité pour les métaux et donc censés être principalement ségrégués dans le noyau métallique de Vesta) et fournissaient des limites supérieures à leur présence mondiale dans la croûte de Vesta.

Selon sa composition (par exemple un astéroïde rocheux ou une comète), chaque météorite peut livrer un ou les deux de ces matériaux, modifier la composition de la croûte. L'équipe s'est alors demandé s'il était possible d'utiliser les limites globales de présence de ces matériaux fixées par les HED en synergie avec les données fournies par Dawn pour contraindre le flux primordial d'impacts sur Vesta et, par conséquent, l'histoire ancienne du système solaire.

"Au lieu de se concentrer sur la recherche directe du véritable chemin évolutif du système solaire primordial, dans notre étude nous utilisons une approche "Sherlock Holmes", montrer comment les effets destructeurs et constructifs des impacts peuvent être utilisés pour exclure tous les scénarios impossibles, ne laissant que les réalistes, " explique Guy Consolmagno, également membre de l'équipe et co-auteur de l'étude. "Sherlock Holmes a dit d'éliminer l'impossible, mais parfois ce n'est pas si facile d'admettre ce qui est impossible, " dit Consolmagno. " La Vesta que nous avons trouvée à l'arrivée de Dawn était différente de ce à quoi nous nous attendions, mais nous devons faire face à la Vesta c'est-à-dire, pas la Vesta que nous pensions."

Étant donné le grand nombre de paramètres qui peuvent varier dans ce type d'enquête, l'équipe s'est concentrée sur une étude de cas basée sur la formation et la migration de Jupiter. Les scientifiques pensent maintenant que la planète géante s'est formée dans une région du système solaire différente de celle qu'elle habite aujourd'hui, puis a progressivement migré vers son orbite actuelle.

Les résultats obtenus par l'équipe indiquent comment cette approche permet non seulement d'établir si Jupiter a migré ou non, mais limite également l'étendue de sa migration. « Alors que nous ne pouvions considérer qu'un sous-ensemble de tous les scénarios de migration proposés, équilibrer l'érosion de la croûte par les impacts avec l'accrétion d'eau et l'accrétion de masse permet de rejeter trois scénarios sur les quatre que nous avons simulés, " explique Svetsov " Bien qu'une migration modeste de Jupiter d'environ 0,25 au soit cohérente avec les données, les migrations plus importantes (jusqu'à 1 au) ou aucune migration du tout sont à exclure. »

"L'aspect le plus innovant de nos résultats est peut-être le fait que l'utilisation conjointe des informations fournies par Dawn et les HED nous permet d'effectuer, pour la première fois, comparaisons quantitatives entre différents modèles, ", dit Turrini. "Notre objectif principal dans cette étude était de fournir à la communauté scientifique planétaire un nouvel outil d'investigation. Les différents groupes impliqués dans le monde entier dans l'étude des origines du système solaire peuvent désormais l'utiliser pour vérifier leurs modèles et scénarios d'évolution."