Peu de temps après l'arrivée du vaisseau spatial OSIRIS-REx de la NASA sur l'astéroïde Bennu, une découverte inattendue de l'équipe scientifique de la mission a révélé que l'astéroïde pourrait être actif, ou décharger constamment des particules dans l'espace. L'examen en cours de Bennu - et de son échantillon qui sera éventuellement renvoyé sur Terre - pourrait potentiellement faire la lumière sur les raisons pour lesquelles ce phénomène intrigant se produit.

L'équipe OSIRIS-REx a d'abord observé un événement d'éjection de particules dans les images capturées par les caméras de navigation du vaisseau spatial prises le 6 janvier. juste une semaine après que le vaisseau spatial est entré dans sa première orbite autour de Bennu. A première vue, les particules semblaient être des étoiles derrière l'astéroïde, mais à y regarder de plus près, l'équipe s'est rendu compte que l'astéroïde éjectait de la matière de sa surface. Après avoir conclu que ces particules ne compromettaient pas la sécurité de l'engin spatial, la mission a commencé des observations dédiées afin de documenter pleinement l'activité.

« Parmi les nombreuses surprises de Bennu, les éjections de particules ont suscité notre curiosité, et nous avons passé les derniers mois à enquêter sur ce mystère, " dit Dante Lauretta, Chercheur principal OSIRIS-REx à l'Université de l'Arizona, Tucson. "C'est une excellente occasion d'élargir nos connaissances sur le comportement des astéroïdes."

Après avoir étudié les résultats des observations, l'équipe de la mission a publié ses conclusions dans un Science article publié le 6 décembre. L'équipe a observé les trois plus grands événements d'éjection de particules les 6 et 19 janvier, et le 11 février et a conclu que les événements provenaient de différents endroits sur la surface de Bennu. Le premier événement a pris naissance dans l'hémisphère sud, et les deuxième et troisième événements se sont produits près de l'équateur. Les trois événements ont eu lieu en fin d'après-midi sur Bennu.

L'équipe a constaté que, après éjection de la surface de l'astéroïde, les particules ont soit brièvement tourné autour de Bennu et sont retombées à sa surface, soit se sont échappées de Bennu dans l'espace. Les particules observées ont parcouru jusqu'à 10 pieds (3 mètres) par seconde, et mesuré de moins d'un pouce jusqu'à 4 pouces (10 cm) de taille. Environ 200 particules ont été observées lors de l'événement le plus important, qui a eu lieu le 6 janvier.

L'équipe a étudié une grande variété de mécanismes possibles qui peuvent avoir causé les événements d'éjection, et réduit la liste à trois candidats :impacts de météorites, fracturation sous contrainte thermique, et libéré de la vapeur d'eau.

Les impacts de météorites sont courants dans le voisinage de l'espace lointain de Bennu, et il est possible que ces petits fragments de roche spatiale frappent Bennu là où OSIRIS-REx ne l'observe pas, secouant les particules libres avec l'élan de leur impact.

L'équipe a également déterminé que la fracturation thermique est une autre explication raisonnable. Les températures de surface de Bennu varient considérablement au cours de sa période de rotation de 4,3 heures. Bien qu'il fasse extrêmement froid la nuit, la surface de l'astéroïde se réchauffe considérablement en milieu d'après-midi, c'est à ce moment-là que les trois événements majeurs se sont produits. En raison de ce changement de température, les roches peuvent commencer à se fissurer et à se briser, et éventuellement des particules pourraient être éjectées de la surface. Ce cycle est connu sous le nom de fracturation sous contrainte thermique.

La libération d'eau peut également expliquer l'activité de l'astéroïde. Lorsque les argiles emprisonnées à l'eau de Bennu sont chauffées, l'eau pourrait commencer à se libérer et à créer de la pression. Il est possible qu'à mesure que la pression augmente dans les fissures et les pores des rochers où l'eau absorbée est libérée, la surface pourrait devenir agitée, provoquant l'éruption de particules.

Mais la nature ne permet pas toujours des explications simples. "Il se pourrait que plus d'un de ces mécanismes possibles soient en jeu, " a déclaré Steve Chesley, auteur de l'article et chercheur principal au Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, Californie. "Par exemple, la fracturation thermique pourrait couper le matériau de surface en petits morceaux, ce qui rend beaucoup plus facile pour les impacts de météoroïdes de lancer des cailloux dans l'espace."

En cas de fracturation thermique, impacts de météorites, ou les deux, sont en fait les causes de ces événements d'éjection, alors ce phénomène se produit probablement sur tous les petits astéroïdes, car ils font tous l'expérience de ces mécanismes. Cependant, si le rejet d'eau est à l'origine de ces événements d'éjection, alors ce phénomène serait spécifique aux astéroïdes qui contiennent des minéraux aquifères, comme Bennu.

L'activité de Bennu présente de plus grandes opportunités une fois qu'un échantillon est collecté et renvoyé sur Terre pour étude. La plupart des particules éjectées sont suffisamment petites pour être collectées par le mécanisme d'échantillonnage de l'engin spatial, ce qui signifie que l'échantillon renvoyé peut éventuellement contenir du matériel qui a été éjecté et renvoyé à la surface de Bennu. Déterminer qu'une particule particulière a été éjectée et renvoyée à Bennu pourrait être un exploit scientifique similaire à celui de trouver une aiguille dans une botte de foin. Le matériel est revenu sur Terre de Bennu, cependant, augmentera presque certainement notre compréhension des astéroïdes et de la façon dont ils sont à la fois différents et similaires, alors même que le phénomène d'éjection de particules continue d'être un mystère dont nous retournerons également à la maison avec des indices sous forme de données et de matériel d'étude supplémentaire.

Le prélèvement des échantillons est prévu pour l'été 2020, et l'échantillon sera livré sur Terre en septembre 2023.