A gauche :Une photographie des roches récupérées par Hayabusa2 de l'astéroïde Ryugu. A droite :une image agrandie de la structure d'une des pièces, prise par un microscope électronique. Crédit :JAXA/Yokoyama et al.
Après un voyage de six ans, un vaisseau spatial courageux appelé Hayabusa2 est revenu dans l'atmosphère terrestre à la fin de 2020 et a atterri profondément dans l'arrière-pays australien. Lorsque les chercheurs de l'agence spatiale japonaise JAXA l'ont ouvert, ils ont trouvé sa précieuse charge utile scellée et intacte :une poignée de terre que Hayabusa2 a réussi à retirer de la surface d'un astéroïde en pleine vitesse.
Les scientifiques ont maintenant commencé à annoncer les premiers résultats de l'analyse de cet échantillon extraordinaire. Ce qu'ils ont trouvé suggère que cet astéroïde est un morceau de la même substance qui a fusionné dans notre soleil il y a quatre milliards et demi d'années.
"Nous n'avions auparavant qu'une poignée de ces roches à étudier, et toutes étaient des météorites qui sont tombées sur Terre et ont été stockées dans des musées pendant des décennies, voire des siècles, ce qui a changé leur composition", a déclaré le géochimiste Nicolas Dauphas, l'un des trois universitaires de l'Université de Des chercheurs de Chicago qui ont travaillé avec une équipe internationale de scientifiques dirigée par le Japon pour analyser les fragments. "Avoir des échantillons vierges de l'espace extra-atmosphérique est tout simplement incroyable. Ce sont des témoins de parties du système solaire que nous n'avons pas explorées autrement."
'C'est spectaculaire'
En 2018, Hayabusa2 a atterri au sommet d'un astéroïde en mouvement nommé Ryugu et a collecté des particules au-dessus et au-dessous de sa surface. Après avoir passé un an et demi en orbite autour de l'astéroïde, il est revenu sur Terre avec une capsule scellée contenant environ cinq grammes de poussière et de roche. Les scientifiques du monde entier attendent avec impatience cet échantillon unique, qui pourrait aider à redéfinir notre compréhension de l'évolution des planètes et de la formation de notre système solaire.
Les scientifiques sont particulièrement excités car ces particules n'auraient jamais atteint la Terre sans la barrière protectrice d'un vaisseau spatial.
"Habituellement, tout ce que nous obtenons pour étudier les astéroïdes, ce sont les morceaux qui sont assez gros pour arriver au sol sous forme de météorites", a déclaré le géochimiste UChicago Andrew M. Davis, un autre membre de l'équipe d'analyse. "Si vous preniez cette poignée et la laissiez tomber dans l'atmosphère, elle brûlerait. Vous la perdriez, et de nombreuses preuves sur l'histoire de cet astéroïde iraient avec.
"Nous n'avons jamais eu un échantillon comme celui-ci auparavant. C'est spectaculaire."
Pétrographie de l'échantillon de Ryugu. (A) Image électronique rétrodiffusée (ESB) de l'échantillon Ryugu A0058-C1001. L'espace noir sur la figure est un pore. (B) Carte élémentaire combinée du même échantillon, avec les rayons X caractéristiques des lignes Ca Kα, Fe Kα et S Kα attribuées aux canaux de couleur RVB comme indiqué dans la légende. Les minéraux de carbonate (dolomite), de sulfure (pyrrhotite) et d'oxyde de fer (magnétite) sont intégrés dans une matrice de phyllosilicates et, dans certains cas, précipités dans de petites veines. La texture sulfurée est similaire à celle de la chondrite non groupée de Flensburg. (C) Diagramme ternaire entre Fe, Mg et Si + Al montrant les compositions chimiques en vrac des phyllosilicates dans A0058-C1001. Les lignes noires sont des compositions de solution solide pour la serpentine et la saponite. Chaque cercle rouge ouvert montre la composition chimique en vrac des phyllosilicates mesurée à divers endroits des panneaux A et B, chaque emplacement étant de 5 à 10 μm carrés. Nous avons choisi chaque taille pour exclure les minéraux autres que les phyllosilicates de la région. Les compositions brutes diffèrent d'un endroit à l'autre, avec une distribution indiquant que les phyllosilicates sont constitués de serpentine et de saponite avec des rapports Fe/Mg variables. Les incertitudes sur chaque mesure sont inférieures à la taille du symbole. (D) Image BSE de l'échantillon Ryugu C0002-C1001, montrant une matrice bréchique. La texture est similaire aux chondrites CI. Crédit :Sciences (2022). DOI :10.1126/science.abn7850
Davis, Dauphas et la collègue d'UChicago Reika Yokochi font tous partie d'une équipe constituée pour aider les chercheurs japonais à analyser les échantillons. Chaque partie du contenu de la capsule est rigoureusement étudiée. Yokochi fait partie d'une équipe qui analyse les gaz piégés dans la capsule ou dans la saleté. Dauphas et Davis font partie d'une équipe qui étudie les compositions chimiques et isotopiques des grains pour révéler leur histoire.
La première compilation de ces résultats, rapportée dans Science le 9 juin, dévoilez le maquillage de Ryugu.
La roche est similaire à une classe de météorites connue sous le nom de "chondrites carbonées de type Ivuna". Ces roches ont une composition chimique similaire à celle que nous mesurons à partir du soleil et on pense qu'elles remontent aux tout débuts du système solaire il y a environ quatre milliards et demi d'années, avant la formation du soleil, de la lune et Terre.
À l'époque, tout ce qui existait était un gigantesque nuage de gaz en rotation. Les scientifiques pensent que la majeure partie de ce gaz a été attirée vers le centre et a formé l'étoile que nous connaissons sous le nom de soleil. Au fur et à mesure que les restes de ce gaz se sont dilatés en un disque et se sont refroidis, il s'est transformé en roches, qui flottent encore autour du système solaire aujourd'hui; il semble que Ryugu soit l'un d'entre eux.
Les scientifiques ont déclaré que les fragments montraient des signes d'avoir été trempés dans l'eau à un moment donné. "Il faut imaginer un agrégat de glace et de poussière flottant dans l'espace, qui s'est transformé en une boule de boue géante lorsque la glace a été fondue par l'énergie nucléaire à partir de la désintégration des éléments radioactifs présents dans l'astéroïde lors de sa formation", a déclaré Dauphas. Mais étonnamment, aujourd'hui, la roche elle-même semble être relativement sèche.
La surface de l'astéroïde Ryugu à une altitude de 6 km. Crédit :JAXA, Université de Tokyo, Université de Kochi, Université Rikkyo, Université de Nagoya, Chiba Institute of Technology, Université Meiji, Université d'Aizu, AIST
En utilisant la datation par radio-isotopes, ils ont estimé que Ryugu n'avait été modifié par la circulation de l'eau qu'environ cinq millions d'années après la formation du système solaire.
Ces découvertes sont particulièrement intéressantes pour les chercheurs car elles suggèrent des conditions de formation similaires entre les comètes et certains astéroïdes tels que Ryugu.
"En examinant ces échantillons, nous pouvons contraindre les températures et les conditions qui ont dû se produire au cours de leur vie, et essayer de comprendre ce qui s'est passé", a expliqué Yokochi.
Elle a comparé le processus à essayer de comprendre comment une soupe a été faite, mais avec seulement le résultat final plutôt que la recette :"Nous pouvons prendre la soupe et séparer les ingrédients, et essayer de dire à partir de leurs conditions combien elle a été chauffée et dans quel ordre."
Les scientifiques ont noté qu'un pourcentage de la découverte sera mis de côté afin que nous puissions les analyser à l'avenir avec une technologie plus avancée, comme nous l'avons fait avec des échantillons lunaires d'Apollo.
"Après avoir obtenu des échantillons de lune d'Apollo il y a 50 ans, nos idées sur la formation de la lune ont complètement changé", a déclaré Davis. "Nous apprenons encore de nouvelles choses grâce à eux, car nos instruments et notre technologie ont évolué.
Des scientifiques de l'Agence spatiale japonaise se sont rendus dans l'arrière-pays australien pour récupérer la capsule contenant des morceaux récupérés à la surface d'un astéroïde en pleine vitesse par le vaisseau spatial Hayabusa2 en décembre 2020. Crédit :JAXA
"Il en sera de même pour ces échantillons. C'est un cadeau qui continue de donner."
Cette mission est la première de plusieurs missions internationales qui ramèneront des échantillons d'un autre astéroïde nommé Bennu, ainsi que des zones inexplorées sur notre lune, Mars, et la lune Phobos de Mars. Tout cela devrait avoir lieu dans les 10 à 20 prochaines années.
"Cela a été très ignoré du public et de certains décideurs, mais nous entrons dans une nouvelle ère d'exploration planétaire sans précédent dans l'histoire", a déclaré Dauphas. "Nos enfants et petits-enfants verront des fragments d'astéroïdes, de Mars et, espérons-le, d'autres planètes lorsqu'ils visiteront des musées." Deux équipes rapportent l'étude d'échantillons d'astéroïdes Hayabusa2
