Images microscopiques en fausses couleurs. (a) L'un des grains d'Itokawa étudiés. La troilite minérale (FeS, violet) est entouré de minéraux silicatés (vert). (b) Surface Troilite (violet) avec des moustaches de fer (bleu). (c) Une image agrandie d'une moustache de fer. Crédit :Toru Matsumoto
Itokawa serait normalement un astéroïde proche de la Terre assez moyen - une masse rocheuse mesurant seulement quelques centaines de mètres de diamètre, qui orbite autour du soleil au milieu d'innombrables autres corps célestes et croise à plusieurs reprises l'orbite de la Terre. Mais il y a un fait qui distingue Itokawa :en 2005, il a accueilli une visite de la Terre. L'agence spatiale japonaise JAXA a envoyé la sonde Hayabusa à Itokawa, qui a collecté des échantillons de sol et les a ramenés sains et saufs sur Terre, pour la première fois dans l'histoire des voyages spatiaux. Cette précieuse cargaison est arrivée en 2010 et depuis lors, les échantillons ont fait l'objet de recherches intensives.
Une équipe du Japon et d'Iéna a maintenant réussi à percer un secret jusqu'alors inconnu de certaines de ces minuscules particules d'échantillon :la surface des grains de poussière est recouverte de minuscules cristaux de fer ultrafins. Cette observation a surpris le professeur Falko Langenhorst et le Dr Dennis Harries de l'université Friedrich Schiller d'Iéna. Après tout, au cours des 10 dernières années, des équipes de recherche du monde entier ont étudié de manière exhaustive la structure et la composition chimique des particules de poussière d'Itokawa, et personne n'avait remarqué les moustaches de fer. Ce n'est que lorsque le chercheur japonais Dr Toru Matsumoto, qui passe un an en tant que scientifique invité dans le groupe de minéralogie analytique de l'Institut des géosciences d'Iéna, a examiné les particules avec un microscope électronique à transmission qu'il a pu localiser les cristaux à l'aide d'images à haute résolution.
Le vent solaire résiste aux corps célestes
Cette découverte est passionnante non seulement parce que les minuscules « moustaches » de fer – qui ont depuis été montrées sur d'autres particules de l'astéroïde également – avaient déjà été manquées. La façon dont ils ont été formés est particulièrement intéressante. "Ces structures sont la conséquence d'influences cosmiques à la surface de l'astéroïde, " explique Falko Langenhorst. En plus des rochers, les particules de haute énergie du vent solaire frappent également la surface de l'astéroïde, l'altérant ainsi. Un constituant important de l'astéroïde est le minéral troilite, dans lequel le fer et le soufre sont liés. "En raison de l'altération de l'espace, le fer est libéré de la troilite et se dépose en surface sous la forme des aiguilles qui viennent d'être découvertes, " explique le minéralogiste Langenhorst. Le soufre du sulfure de fer s'évapore ensuite dans le vide environnant sous forme de composés soufrés gazeux.
Prof. Dr Falko Langenhorst (de gauche à droite), Le Dr Toru Matsumoto et le Dr Dennis Harries ont examiné les particules de poussière de l'astéroïde « Itokawa » avec un microscope électronique à transmission. Crédit :Anne Günther/FSU
De la taille et du nombre de cristaux de glace détectés, les chercheurs peuvent également estimer à quelle vitesse l'astéroïde perd du soufre. "Le processus est incroyablement rapide d'un point de vue cosmique, " explique Toru Matsumoto. Les cristaux qu'il a analysés mesurent jusqu'à deux micromètres et demi de long, ce qui représente environ un cinquantième de l'épaisseur d'un cheveu humain. "Les minuscules moustaches ont déjà atteint ces tailles après environ 1, 000 ans, " ajoute le chercheur de l'université de Kyushu à Fukuoka. Sur le long terme, l'analyse des cristaux de glace peut être utilisée pour mieux comprendre les processus d'altération sur d'autres corps célestes également, et de déterminer leur âge.
À cette fin, les chercheurs ont déjà en ligne de mire des astéroïdes spécifiques. La sonde OSIRIS-REx de la NASA se prépare actuellement à prélever des échantillons sur l'astéroïde Bennu, tandis que Hayabusa2 de JAXA est déjà sur le chemin du retour sur Terre. La sonde japonaise a visité l'astéroïde Ryugu l'année dernière et, comme Itokawa, il a recueilli des particules de poussière. Les échantillons devraient atterrir sur Terre fin 2020 et l'équipe internationale de minéralogistes d'Iéna et de Toru Matsumoto les attend avec impatience.