Il y a un peu plus de 12 mois, nous étions assis à Woomera, dans l'arrière-pays australien, attendant une traînée de lumière dans le ciel pour témoigner que le vaisseau spatial Hayabusa2 était revenu de son voyage pour récupérer un petit morceau d'un astéroïde proche de la Terre appelé Ryugu . Malheureusement pour nous, c'était nuageux à Woomera ce jour-là et nous n'avons pas vu le vaisseau spatial entrer.

Mais c'était la seule imperfection que nous avons vue dans le retour. Nous avons trouvé et récupéré Hayabusa2, l'avons ramené à Woomera, l'avons nettoyé et examiné.

La capsule d'échantillon a été retirée du vaisseau spatial. Elle était en bon état, elle n'avait pas dépassé 60℃ à la rentrée, et la capsule vibrait lorsqu'elle était retournée, suggérant que nous avions bien un échantillon solide. Son vide a été maintenu, ce qui a permis de collecter tous les gaz émis par l'échantillon d'astéroïde, et une analyse préliminaire de ceux-ci a été effectuée à Woomera.

Un an plus tard, nous en savons beaucoup plus sur cet échantillon. Au cours du mois dernier, trois articles ont été publiés concernant la première analyse des échantillons de Ryugu, dont un article dans Science cette semaine concernant la relation entre le matériau vu sur l'astéroïde et l'échantillon retourné sur Terre.

Ces observations ouvrent une fenêtre sur la formation du système solaire et aident à éclaircir un mystère de météorite qui a intrigué les scientifiques pendant des décennies.

Fragments fragiles

Au total, l'échantillon pèse environ 5 grammes, répartis entre les deux sites de toucher qui ont été échantillonnés.

Le premier échantillon provenait de la surface exposée de Ryugu. Pour obtenir le deuxième échantillon, le vaisseau spatial a tiré un petit disque sur l'astéroïde pour créer un petit cratère, puis a collecté un échantillon près du cratère dans l'espoir que ce deuxième échantillon contiendrait des matériaux sous la surface, à l'abri des intempéries spatiales.

L'échantillonnage de l'atterrissage a été enregistré par des caméras vidéo à bord de Hayabusa2. Grâce à une analyse détaillée de la vidéo, nous avons trouvé que les formes des particules éjectées de Ryugu lors des atterrissages sont très similaires aux particules récupérées de la capsule d'échantillon. Cela suggère que les deux échantillons sont en effet représentatifs de la surface - le second peut également contenir des matériaux sous la surface, mais nous ne le savons pas encore.

De retour au laboratoire, nous pouvons voir que ces échantillons sont extrêmement fragiles et ont une très faible densité, ce qui indique qu'ils sont assez poreux. Ils ont la constitution de l'argile, et ils se comportent comme elle.

Les échantillons de Ryugu sont également de couleur très sombre. En fait, ils sont plus sombres que n'importe quel échantillon de météorite jamais récupéré. Les observations in situ à Ryugu l'ont également indiqué.

Mais maintenant nous avons une pierre en main et nous pouvons l'examiner et obtenir les détails de ce que c'est.

Un mystère de météorite

Le système solaire regorge d'astéroïdes :des morceaux de roche beaucoup plus petits qu'une planète. En observant les astéroïdes à travers des télescopes et en analysant le spectre de lumière qu'ils réfléchissent, nous pouvons classer la plupart d'entre eux en trois groupes :le type C (qui contient beaucoup de carbone), le type M (qui contient beaucoup de métaux) et Type S (qui contient beaucoup de silice).

Lorsque l'orbite d'un astéroïde le fait entrer en collision avec la Terre, selon sa taille, nous pouvons le voir comme un météore (une étoile filante) traversant le ciel alors qu'il brûle dans l'atmosphère. Si une partie de l'astéroïde survit pour atteindre le sol, nous pourrions trouver le morceau de roche restant plus tard :ce sont les météorites.

La plupart des astéroïdes que nous voyons en orbite autour du soleil sont des types C de couleur sombre. Sur la base de leur spectre, les types C semblent très similaires dans leur composition à une sorte de météorite appelée chondrites carbonées. Ces météorites sont riches en composés organiques et volatils tels que les acides aminés, et peuvent avoir été la source des protéines de graines pour faire la vie sur Terre.

Cependant, alors qu'environ 75 % des astéroïdes sont de type C, seuls 5 % des météorites sont des chondrites carbonées. Jusqu'à présent, c'était une énigme :si les types C sont si courants, pourquoi ne voyons-nous pas leurs restes comme des météorites sur Terre ?

Les observations et les échantillons de Ryugu ont résolu ce mystère.

Les échantillons de Ryugu (et vraisemblablement des météorites d'autres astéroïdes de type C) sont trop fragiles pour survivre dans l'atmosphère terrestre. S'ils arrivaient à plus de 15 kilomètres par seconde, ce qui est typique pour les météores, ils se briseraient et brûleraient bien avant d'atteindre le sol.

L'aube du système solaire

Mais les échantillons de Ryugu sont encore plus intrigants que cela. Le matériau ressemble à une sous-classe rare de chondrite carbonée appelée CI, où C est carboné et le I fait référence à la météorite Ivuna trouvée en Tanzanie en 1938.

Ces météorites font partie du clan des chondrites, mais elles ont très peu de particules déterminantes appelées chondres, des grains ronds principalement d'olivine apparemment cristallisés à partir de gouttelettes en fusion. Les météorites CI sont sombres, uniformes et à grain fin.

Ces météorites ont la particularité d'être composées des mêmes éléments que le soleil, et dans les mêmes proportions (hormis les éléments qui sont normalement des gaz). Nous pensons que c'est parce que les chondrites CI se sont formées dans le nuage de poussière et de gaz qui s'est finalement effondré pour former le soleil et le reste du système solaire.

Mais contrairement aux roches sur Terre, où 4,5 milliards d'années de traitement géologique ont modifié les proportions d'éléments que nous voyons dans la croûte, les chondrites CI sont en grande partie des échantillons vierges des éléments constitutifs planétaires de notre système solaire.

Pas plus de 10 chondrites CI ont été récupérées sur Terre, avec un poids total connu inférieur à 20 kg. Ces objets sont plus rares que les échantillons de Mars dans nos collections.

Quelles sont alors les chances que le premier astéroïde de type C que nous visitons soit si similaire à l'un des types de météorites les plus rares ?

Il est probable que la rareté de ces météorites CI sur Terre soit en effet liée à leur fragilité. Ils auraient du mal à survivre au voyage dans l'atmosphère, et s'ils atteignaient la surface, la première averse les transformerait en flaques de boue.

Les missions d'astéroïdes telles que Hayabusa2, son précurseur Hayabusa et Osiris-REx de la NASA, comblent progressivement certaines lacunes dans notre connaissance des astéroïdes. En ramenant des échantillons sur Terre, ils nous permettent de revenir sur l'histoire de ces objets, et sur la formation du système solaire lui-même.