Le vaisseau spatial Dawn de la NASA a offert aux scientifiques des vues rapprochées extraordinaires de la planète naine Cérès, qui se trouve dans la principale ceinture d'astéroïdes entre Mars et Jupiter. À la fin de la mission en octobre 2018, l'orbiteur avait plongé à moins de 35 kilomètres au-dessus de la surface, révélant des détails nets des mystérieuses régions lumineuses pour lesquelles Cérès était devenue connue.

Les scientifiques avaient compris que les zones claires étaient des dépôts constitués principalement de carbonate de sodium, un composé de sodium, carbone, et de l'oxygène. Ils provenaient probablement d'un liquide qui s'est infiltré jusqu'à la surface et s'est évaporé, laissant derrière lui une croûte de sel hautement réfléchissante. Mais ce qu'ils n'avaient pas encore déterminé, c'était d'où venait ce liquide.

En analysant les données recueillies vers la fin de la mission, Les scientifiques de Dawn ont conclu que le liquide provenait d'un profond réservoir de saumure, ou de l'eau enrichie en sel. En étudiant la gravité de Cérès, les scientifiques en ont appris davantage sur la structure interne de la planète naine et ont pu déterminer que le réservoir de saumure avait une profondeur d'environ 25 miles (40 kilomètres) et des centaines de miles de large.

Cérès ne bénéficie pas de l'échauffement interne généré par les interactions gravitationnelles avec une grande planète, comme c'est le cas pour certaines des lunes glacées du système solaire externe. Mais la nouvelle recherche, qui se concentre sur le cratère Occator de 57 milles de large (92 kilomètres de large) de Cérès, qui abrite les zones lumineuses les plus étendues, confirme que Cérès est un monde riche en eau comme ces autres corps glacés.

Les résultats, qui révèlent également l'étendue de l'activité géologique dans le cratère Occator, apparaissent dans une collection spéciale d'articles publiés par Astronomie de la nature , Géosciences de la nature , et Communication Nature le 10 août.

"Dawn a accompli bien plus que nous l'espérions lorsqu'elle s'est embarquée dans son extraordinaire expédition extraterrestre, " a déclaré le directeur de mission Marc Rayman du Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud. " Ces nouvelles découvertes passionnantes de la fin de sa longue et productive mission sont un merveilleux hommage à ce remarquable explorateur interplanétaire. "

Résoudre le mystère lumineux

Bien avant l'arrivée de Dawn à Cérès en 2015, les scientifiques avaient remarqué des régions lumineuses diffuses avec des télescopes, mais leur nature était inconnue. De son orbite proche, Dawn a capturé des images de deux distincts, zones hautement réfléchissantes dans le cratère Occator, qui ont ensuite été nommés Cerealia Facula et Vinalia Faculae. ("Faculae" signifie zones claires.)

Les scientifiques savaient que les micrométéorites bombardaient fréquemment la surface de Cérès, le dégrossir et laisser des débris. Heures supplémentaires, ce genre d'action devrait assombrir ces zones lumineuses. Ainsi, leur luminosité indique qu'ils sont probablement jeunes. Essayer de comprendre la source des zones, et comment le matériel pourrait être si nouveau, était l'objectif principal de la dernière mission prolongée de Dawn, de 2017 à 2018.

La recherche a non seulement confirmé que les régions brillantes sont jeunes, certaines datant de moins de 2 millions d'années; il a également constaté que l'activité géologique à l'origine de ces gisements pourrait être en cours. Cette conclusion dépendait de la découverte par les scientifiques d'une découverte clé :des composés salins (chlorure de sodium chimiquement lié à de l'eau et du chlorure d'ammonium) concentrés dans Cerealia Facula.

A la surface de Cérès, les sels porteurs d'eau se déshydratent rapidement, dans des centaines d'années. Mais les mesures de Dawn montrent qu'ils ont encore de l'eau, les fluides doivent donc avoir atteint la surface très récemment. Ceci est la preuve à la fois de la présence de liquide sous la région du cratère Occator et du transfert continu de matériau de l'intérieur profond vers la surface.

Les scientifiques ont découvert deux voies principales qui permettent aux liquides d'atteindre la surface. "Pour le grand gisement de Cerealia Facula, la majeure partie des sels provenait d'une zone de neige fondue juste sous la surface qui a été fondue par la chaleur de l'impact qui a formé le cratère il y a environ 20 millions d'années, " a déclaré la chercheuse principale de Dawn, Carol Raymond. " La chaleur d'impact s'est atténuée après quelques millions d'années; cependant, l'impact a également créé de grandes fractures qui pourraient atteindre les profondeurs, réservoir à longue durée de vie, permettant à la saumure de continuer à percoler à la surface."

Géologie active :récente et insolite

Dans notre système solaire, l'activité géologique glaciale se produit principalement sur les lunes glacées, où il est entraîné par leurs interactions gravitationnelles avec leurs planètes. Mais ce n'est pas le cas avec le mouvement des saumures à la surface de Cérès, suggérant que d'autres grands corps riches en glace qui ne sont pas des lunes pourraient également être actifs.

Certaines preuves de liquides récents dans le cratère Occator proviennent des dépôts brillants, mais d'autres indices proviennent d'un assortiment de collines coniques intéressantes qui rappellent les pingos de la Terre - de petites montagnes de glace dans les régions polaires formées par des eaux souterraines sous pression gelées. De telles caractéristiques ont été repérées sur Mars, mais leur découverte sur Cérès marque la première fois qu'ils sont observés sur une planète naine.

A plus grande échelle, les scientifiques ont pu cartographier la densité de la structure de la croûte de Cérès en fonction de la profondeur, une première pour un corps planétaire riche en glace. En utilisant des mesures de gravité, ils ont trouvé que la densité crustale de Cérès augmente considérablement avec la profondeur, bien au-delà du simple effet de la pression. Les chercheurs ont déduit qu'en même temps le réservoir de Cérès gèle, le sel et la boue s'incorporent dans la partie inférieure de la croûte.

Dawn est le seul vaisseau spatial à avoir mis en orbite deux destinations extraterrestres - Cérès et l'astéroïde géant Vesta - grâce à son système de propulsion ionique efficace. Quand Dawn a utilisé le dernier d'un carburant clé, hydrazine, pour un système qui contrôle son orientation, il n'était pas capable de pointer vers la Terre pour les communications ni de pointer ses panneaux solaires vers le Soleil pour produire de l'électricité. Parce que Cérès s'est avéré avoir des matériaux organiques à sa surface et du liquide sous la surface, Les règles de protection planétaire exigeaient que Dawn soit placée sur une orbite de longue durée qui l'empêchera d'avoir un impact sur la planète naine pendant des décennies.