Dans un nouvel article publié dans la revue Nature Communications Terre et Environnement, des chercheurs de l'Université de Rochester ont pu utiliser le magnétisme pour déterminer, pour la première fois, lorsque les astéroïdes chondrites carbonés, des astéroïdes riches en eau et en acides aminés, sont arrivés pour la première fois dans le système solaire interne. La recherche fournit des données qui aident à informer les scientifiques sur les premières origines du système solaire et pourquoi certaines planètes, comme la Terre, sont devenus habitables et ont pu maintenir des conditions propices à la vie, tandis que d'autres planètes, comme Mars, n'a pas.

La recherche fournit également aux scientifiques des données pouvant être appliquées à la découverte de nouvelles exoplanètes.

"Il y a un intérêt particulier à définir cette histoire - en référence au grand nombre de découvertes d'exoplanètes - pour en déduire si les événements auraient pu être similaires ou différents dans les systèmes exo-solaires, " dit Jean Tarduno, le William R. Kenan, Jr., Professeur au Département des sciences de la Terre et de l'environnement et doyen de la recherche pour les arts, Sciences et Ingénierie à Rochester. "C'est une autre composante de la recherche d'autres planètes habitables."

Résoudre un paradoxe en utilisant une météorite au Mexique

Certaines météorites sont des débris d'objets spatiaux tels que des astéroïdes. Après avoir rompu avec leurs « corps parent », " ces pièces sont capables de survivre en traversant l'atmosphère et éventuellement de toucher la surface d'une planète ou d'une lune.

L'étude de la magnétisation des météorites peut donner aux chercheurs une meilleure idée du moment où les objets se sont formés et de leur emplacement au début de l'histoire du système solaire.

"Nous avons réalisé il y a plusieurs années que nous pouvions utiliser le magnétisme des météorites dérivées des astéroïdes pour déterminer à quelle distance ces météorites se trouvaient du soleil lorsque leurs minéraux magnétiques se sont formés, " dit Tarduno.

Afin d'en savoir plus sur l'origine des météorites et de leurs corps parents, Tarduno et les chercheurs ont étudié les données magnétiques recueillies à partir de la météorite Allende, qui est tombée sur Terre et a atterri au Mexique en 1969. La météorite Allende est la plus grande météorite à chondrite carbonée trouvée sur Terre et contient des minéraux - des inclusions de calcium et d'aluminium - qui seraient les premiers solides formés dans le système solaire. C'est l'une des météorites les plus étudiées et a été considérée pendant des décennies comme l'exemple classique d'une météorite provenant d'un corps parent d'astéroïde primitif.

Afin de déterminer quand les objets se sont formés et où ils se trouvaient, les chercheurs ont d'abord dû résoudre un paradoxe concernant les météorites qui déconcertait la communauté scientifique :comment les météorites ont-elles acquis une magnétisation ?

Récemment, une controverse a surgi lorsque certains chercheurs ont proposé que des météorites à chondrite carbonée comme Allende avaient été magnétisées par une dynamo de noyau, comme celui de la Terre. La Terre est connue comme un corps différencié parce qu'elle a une croûte, manteau, et le noyau qui sont séparés par la composition et la densité. Au début de leur histoire, les corps planétaires peuvent gagner suffisamment de chaleur pour qu'il y ait une fonte généralisée et que le matériau dense - le fer - coule vers le centre.

Nouvelles expériences de l'étudiant diplômé de Rochester Tim O'Brien, le premier auteur de l'article, ont découvert que les signaux magnétiques interprétés par des chercheurs antérieurs ne provenaient pas en réalité d'un noyau. Au lieu, O'Brien a trouvé, le magnétisme est une propriété des minéraux magnétiques inhabituels d'Allende.

Déterminer le rôle de Jupiter dans la migration des astéroïdes

Ayant résolu ce paradoxe, O'Brien a pu identifier des météorites avec d'autres minéraux qui pourraient fidèlement enregistrer les premières aimantations du système solaire.

Le groupe de magnétisme de Tarduno a ensuite combiné ce travail avec les travaux théoriques d'Eric Blackman, professeur de physique et d'astronomie, et des simulations informatiques dirigées par les étudiants diplômés Atma Anand et Jonathan Carroll-Nellenback, un informaticien au laboratoire de Rochester pour l'énergie laser. Ces simulations ont montré que les vents solaires se drapaient autour des premiers corps du système solaire et que c'était ce vent solaire qui magnétisait les corps.

À l'aide de ces simulations et de ces données, les chercheurs ont déterminé que les astéroïdes parents à partir desquels les météorites de chondrite carbonée se sont détachées sont arrivés dans la ceinture d'astéroïdes du système solaire externe vers 4, il y a 562 millions d'années, dans les cinq premiers millions d'années de l'histoire du système solaire.

Tarduno dit que les analyses et la modélisation offrent davantage de soutien à la théorie dite de la grande adhérence du mouvement de Jupiter. Alors que les scientifiques pensaient autrefois que les planètes et autres corps planétaires étaient formés de poussière et de gaz à une distance ordonnée du soleil, Aujourd'hui, les scientifiques réalisent que les forces gravitationnelles associées aux planètes géantes, telles que Jupiter et Saturne, peuvent entraîner la formation et la migration de corps planétaires et d'astéroïdes. La théorie de la grande pointe suggère que les astéroïdes ont été séparés par les forces gravitationnelles de la planète géante Jupiter, dont la migration ultérieure a ensuite mélangé les deux groupes d'astéroïdes.

Il ajoute, "Ce mouvement précoce des astéroïdes chondrites carbonés ouvre la voie à une diffusion ultérieure des corps riches en eau - potentiellement vers la Terre - plus tard dans le développement du système solaire, et c'est peut-être un modèle commun aux systèmes d'exoplanètes."