Harvison a parcouru une bibliothèque de données de télescope infrarouge pour analyser la composition spectrale de 25 membres de la famille d'astéroïdes primitifs Erigone et aider à combler les lacunes dans notre compréhension de la création de notre système solaire.

Les données sur les astéroïdes Erigone, situés dans la principale ceinture d'astéroïdes située entre les orbites de Mars et de Jupiter, ont été collectées dans le cadre du projet PRIMitive Asteroid Spectroscopique Survey (PRIMASS) codirigé par le planétologue de l'UCF Noemí Pinilla-Alonso.

Les travaux de Harvison, publiés dans la revue Icarus , jette les bases de recherches futures et pourrait permettre aux scientifiques de conclure si les astéroïdes ont apporté de l'eau sur Terre et, si oui, en quelle quantité.

"Il existe des théories selon lesquelles la Terre aurait pu recevoir une fraction de son eau d'astéroïdes primitifs au début du système solaire", explique Harvison, également chercheur au Florida Space Institute (FSI). "Une grande partie de ces théories consiste à comprendre comment ces astéroïdes primitifs ont été transportés sur la trajectoire de la Terre. Ainsi, l'exploration des astéroïdes primitifs du système solaire aujourd'hui pourrait aider à dresser un tableau de ce qui se passait il y a toutes ces années."

Certains de ces voyageurs cosmiques, notamment les astéroïdes de la famille Erigone, possèdent des silicates hydratés. Les corps hydratés existants qui continuent de se déplacer dans notre système solaire pourraient nous en dire plus sur ceux qui sont entrés en collision avec la Terre.

C'est l'une des nombreuses questions en suspens auxquelles le travail de Harvison espère répondre.

"Nous voulions principalement voir s'il existait des familles d'astéroïdes primitives similaires aux familles d'astéroïdes Erigone et Polana", explique Harvison. "Nous avons utilisé la spectroscopie pour étudier quels types de minéraux se trouvaient à la surface afin de comprendre leur composition."

À partir de l'étude, Harvison et ses co-auteurs ont constaté que les familles Erigone et Polana sont différentes les unes des autres dans le proche infrarouge, mais que les autres familles primitives ont leurs propres niveaux de couleur rouge dans leur distribution spectrale ainsi que leurs propres niveaux de luminosité. hydratation.

En d’autres termes, les familles primitives du système solaire interne présentent une variété de rougeurs et d’hydratation. L'analyse et la comparaison montrent que ces familles ne sont pas liées aux groupes proposés de type Erigone ou Polana, remettant en question les théories antérieures quant à leur place. En outre, un astéroïde particulier, (52246) Donaldjohanson, semble appartenir à à la famille Erigone en fonction de son spectre.

Reconstituer l'histoire

En raison de l'importance de comprendre la nature des objets primitifs, de nombreux vaisseaux spatiaux ont ciblé des astéroïdes primitifs, tels que Hayabusa2 de la JAXA et OSIRIS-REx de la NASA, qui ont visité, étudié et renvoyé des échantillons de Ryugu et Bennu, respectivement.

Bennu et Ryugu ont incité les chercheurs à étudier plus en détail les astéroïdes primitifs et à déterminer d'où ils venaient, explique Harvison.

Erigone était l'un des derniers éléments de la vaste bibliothèque de données PRIMASS qui existait, mais qui n'avait pas encore été étudiée, explique Harvison. PRIMASS vise à comprendre la diversité des propriétés de surface parmi les familles de collisions primitives de la ceinture d'astéroïdes et à cartographier leur composition.

Une famille d'astéroïdes collisionnels fait référence à un groupe d'astéroïdes qui proviendraient de la rupture d'un corps parent plus grand suite à une collision. Les membres d'une famille collisionnelle fournissent des informations sur l'intérieur du corps intact dont ils faisaient partie avant l'impact.

Le projet PRIMASS caractérise les familles collisionnelles d'astéroïdes primitifs de la ceinture principale, et particulièrement celles qui pourraient être à l'origine des astéroïdes primitifs géocroiseurs tels que Bennu et Ryugu.

Les conclusions tirées de l'étude des familles collisionnelles comme Erigone sont des pièces de puzzle essentielles dans le cadre d'un effort plus vaste visant à comprendre la création de notre système solaire.

"L'objectif le plus large était d'examiner les familles primitives situées dans la partie intérieure de la ceinture principale d'astéroïdes, d'où Ryugu et Bennu seraient probablement originaires", dit-elle. "La famille Erigone a été la dernière pièce du puzzle à être placée dans la bibliothèque PRIMASS pour fournir un contexte complet sur les astéroïdes primitifs de cette région et permettre à d'autres scientifiques d'analyser les données."

Les recherches de Harvison fournissent un contexte supplémentaire pour la prochaine mission Lucy de la NASA, au cours de laquelle le vaisseau spatial éponyme visitera (52246) Donaldjohanson au printemps 2025 avant de passer à l'examen de huit objets troyens (roches spatiales piégées dans l'orbite de Jupiter) entre 2027 et 2033.

Regard vers l'avenir

Le co-auteur de l'étude, Mário De Prá, chercheur adjoint au FSI, a été assistant de recherche et co-superviseur de Harvison. La co-auteure Pinilla-Alonso est la conseillère de recherche de Harvison et a aidé Harvison dans ses recherches.

Pinilla-Alonso se dit ravie d'aider Harvison et de voir sa croissance.

"Pour moi, c'était un plaisir de voir le processus et le résultat final", dit-elle. "Elle m'a contacté au début de la pandémie, alors que nous travaillions tous à la maison, pour m'exprimer son intérêt à poursuivre un doctorat ici à l'UCF. Nous voici environ trois ans plus tard :elle a fait un travail formidable et il reste encore beaucoup à faire. viens."

Pinilla-Alonso et Harvison se disent surpris que personne n'ait étudié la spectroscopie de la famille Erigone.

"Lorsque Brittany a atterri sur ce projet, nous avons constaté qu'il nous manquait une information", explique Pinilla-Alonso.

"PRIMASS avait terminé l'analyse du visible et du proche infrarouge de toutes les familles primitives de la ceinture intérieure mais il manquait une famille :Erigone. C'était très important car c'était cette famille qui pouvait clôturer l'apprentissage de la ceinture intérieure. familles de ceintures d'astéroïdes. Jusqu'à ce que vous posiez la bonne question ou que vous disposiez des outils, parfois vous ne cherchez pas cette réponse. Mais, dans ce cas, nous avons fait les observations et il était clair que nous devions les analyser. "

Les connaissances acquises grâce à l'étude de Bennu, Ryugu et des familles d'astéroïdes primitifs Erigone et Polana serviront de tremplin pour les futures observations du télescope spatial James Webb et les missions de la NASA.

"C'est une période très excitante que d'examiner toutes ces nouvelles données et d'autres à venir avec le télescope spatial James Webb", a déclaré Pinilla-Alonso. "Je pense vraiment que la plus grande découverte est encore à venir. Les données que nous pouvons collecter sur Terre sont limitées. Nous disposons désormais du meilleur outil dans l'espace pour continuer à en apprendre davantage."

Pinilla-Alonso, Harvison et d'autres chercheurs du FSI devraient commencer à utiliser le JWST dès cet été pour observer Erigone et d'autres astéroïdes primitifs et, sur une période d'environ deux ans, évaluer les spectres collectés.

Harvison maintient son enthousiasme alors qu'elle a hâte de développer ses analyses et de découvrir davantage les origines de ces astéroïdes primitifs.

"Il y a cette fascination lorsque je regarde ces données et que j'examine quelque chose qui se trouve à des millions de kilomètres", explique Harvison. "Nous pouvons regarder des milliards d'années en arrière et découvrir la structure et la composition initiales du système solaire primitif en étudiant la surface de ces astéroïdes. Cela a toujours été quelque chose qui m'enthousiasme."