En décembre 2020, Le vaisseau spatial japonais Hayabusa2 a balancé par la Terre pour déposer une cache d'échantillons de roche prélevés sur un astéroïde proche de la Terre appelé Ryugu. On pense que les astéroïdes comme Ryugu représentent les anciens blocs de construction du système solaire, et les scientifiques ont été impatients d'examiner de plus près les échantillons retournés.

La semaine dernière, l'Agence japonaise d'exploration aérospatiale a expédié l'un des échantillons - un fragment de la taille d'un millimètre de la surface de l'astéroïde - au laboratoire du planétologue de l'Université Brown Ralph Milliken pour analyse. Le laboratoire de Milliken est l'un des premiers aux États-Unis à examiner un échantillon de Ryugu jusqu'à présent.

Milliken et Takahiro Hiroi, chercheur principal à Brown, sont membres de l'équipe scientifique de la mission Hayabusa2. Ils sont intéressés à enquêter sur les preuves de minéraux aquifères sur l'astéroïde, et ils ont déjà publié des recherches sur le sujet basées sur l'équipement de télédétection du vaisseau spatial. Maintenant qu'ils ont un échantillon retourné, Milliken et Hiroi sont impatients de comparer leurs mesures à distance avec les observations rapprochées en laboratoire.

Milliken a discuté du travail en cours dans une interview.

Q :Pourquoi Brown a-t-il été sélectionné comme l'un des laboratoires pour analyser un échantillon de Ryugu ?

Tout d'abord, nous sommes vraiment ravis de faire partie de ce qui est une mission internationale incroyable, et c'est un grand honneur de pouvoir analyser cet échantillon si tôt dans le processus. Je pense qu'il y a plusieurs raisons pour lesquelles nous avons été choisis. L'une est la présence de notre collègue, Takahiro Hiroi, qui est un expert du travail avec des échantillons de météorites et de la science des astéroïdes en général, et il a également travaillé sur la première mission Hayabusa. Il y a aussi d'autres connexions Brown sur la mission, dont le professeur Seiji Sugita à l'Université de Tokyo, un doctorat brun diplômé qui est le scientifique principal de la caméra principale du vaisseau spatial.

Une autre raison est que Brown exploite une installation de la NASA appelée RELAB, le Laboratoire d'Expérience de Réflectance. RELAB a une longue histoire – depuis 30 ans maintenant – de travail avec des échantillons extraterrestres remontant aux missions Apollo vers la Lune, ainsi que les missions soviétiques Luna. Nous avons donc beaucoup d'expertise dans la réalisation de mesures de haute précision, travailler avec des collègues pour interpréter ces données, puis combiner ces résultats avec d'autres observations pour obtenir une compréhension claire de ces échantillons et de ce qu'ils signifient pour les processus se déroulant au-delà de la Terre.

Q :Pouvez-vous décrire l'échantillon lui-même un peu plus en détail ?

C'est assez petit, seulement environ 1 millimètre sur 0,5 millimètre. Il vient de la surface extérieure de Ryugu. Le vaisseau spatial Hayabusa2 a effectué deux touchés sur Ryugu. Au premier, il a touché la surface non perturbée et a attrapé une partie de ce matériau. Puis pour le deuxième touché, le vaisseau spatial a échantillonné un endroit où un cratère d'impact artificiel avait été créé à la surface dans l'espoir qu'il produirait des matériaux plus profonds. L'idée est de comparer ce matériau de surface avec le matériau "plus frais" en dessous qui a été un peu plus protégé des effets de l'altération spatiale qui peuvent modifier la surface la plus élevée non perturbée. L'échantillon que nous avons examiné provenait du premier toucher des roues en surface.

Q :Que recherchez-vous en particulier dans votre analyse ?

La mission Hayabusa2 a une grande équipe scientifique, et chacun de ces experts a une question différente qu'ils poursuivent. Notre groupe s'intéresse beaucoup aux minéraux formés par l'eau et les composés organiques. Sont-ils présents dans ces échantillons, et si oui, quelle est leur chimie et que nous disent-ils sur le rôle de l'eau dans les premiers millions d'années de notre système solaire ? Nos données initiales provenant des instruments de télédétection sur le vaisseau spatial suggéraient que Ryugu n'était peut-être pas aussi riche en eau que prévu. Une hypothèse est que l'astéroïde d'origine a été altéré par l'eau, conduisant à la formation d'argile aquifère et peut-être d'autres minéraux, mais à un moment donné, l'astéroïde a ensuite été chauffé au point de se déshydrater partiellement. Maintenant que nous avons les échantillons en main, nous pouvons regarder de plus près et voir si cette hypothèse était juste.

Q :Quelle forme prend l'analyse ?

Commencer, nous faisons ce qu'on appelle la spectroscopie de réflectance dans l'infrarouge proche et moyen, qui analyse la lumière réfléchie par l'échantillon à des longueurs d'onde plus longues que ce que l'œil humain peut voir mais qui nous renseigne sur les minéraux présents. Il existe des instruments similaires sur le vaisseau spatial qui ont analysé la surface de l'astéroïde sur une échelle de plusieurs mètres à quelques centimètres. Mais au labo, on regarde l'échelle micrométrique. Nous pouvons donc examiner les petits grains individuels, les complexités des minéraux et leur chimie, et comprendre si et comment des minéraux aqueux sont présents dans l'échantillon. Une fois que nous avons ces informations détaillées, nous pouvons revenir en arrière et examiner les données de nos engins spatiaux à plus grande échelle et demander :les hypothèses que nous avons formulées sur la base de ces données étaient-elles correctes ou devons-nous réviser nos interprétations ? Being able to have remotely sensed spacecraft data and then samples in hand to do detailed lab analyses really helps us learn how to bridge those spatial scales.

Q:Why is it important to study asteroids like Ryugu?

We think that asteroids like Ryugu represent the primordial building blocks of the solar system. So by learning more about Ryugu, we might be able to learn more about how the solar system formed and how it evolved to be as it is today.

En outre, both Takahiro and I are co-investigators on NASA's OSIRIS-REx mission which is currently on its way back to Earth to return samples from the asteroid Bennu and which the spacecraft data have shown is home to water-bearing minerals and organic compounds. We're looking forward to measuring samples from that mission as well, so this analysis of the Ryugu samples will also help us prepare for those future measurements.