La mission ambitieuse de récupérer des échantillons d'Astéroïdes Bennu et de les retourner sur Terre est de porter ses fruits. Tout comme les scientifiques l'espéraient, l'astéroïde révèle des détails sur les premiers jours de notre système solaire. Plus qu'une simple roche spatiale, la recherche révèle que Bennu contient non seulement du matériel du système solaire, mais du matériel au-delà de notre système.
Bennu suit une orbite qui la rapproche de la terre tous les six ans. Cela signifie qu'il est classé comme un astéroïde presque terrestre (NEA) et un objet potentiellement dangereux (Pho). Lorsque la NASA planifiait la mission Osiris-Rex qui a visité Bennu et a renvoyé l'échantillon, c'était le résultat d'une évaluation scientifique et ingénierie vigoureuse des astéroïdes candidats.
Étant donné que Bennu est à la fois proche de la Terre et d'un astéroïde carboné primitif, la NASA s'est installée comme la cible. L'astéroïde est à la fois suffisamment grand pour orbiter et collecter un échantillon, et l'analyse spectroscopique de sa surface a montré qu'il contenait des choses que les scientifiques voulaient étudier, comme les matériaux riches en carbone et les minéraux hydratés.
Maintenant, près de neuf ans après le lancement d'Osiris-Rex, des échantillons sont à l'étude dans des laboratoires du monde entier.
Trois articles nouvellement publiés montrent que Bennu est formé à partir de matériaux à l'intérieur et à l'extérieur de notre système solaire. Ils montrent également comment une partie du matériau de l'astéroïde a été modifiée par l'exposition au temps spatial et les interactions avec l'eau.
« La variété et l'origine des matériaux accrétés par l'astéroïde parent de Bennu » apparaît dans Astronomie naturelle« Preuve minéralogique de l'altération hydrothermale des échantillons de Bennu » et « les effets de l'altération de l'espace dans les échantillons d'astéroïdes de Bennu ». Géoscience de la nature.
Jessica Barnes, professeur agrégé au laboratoire lunaire et planétaire de l'Université de l'Arizona, est un auteur co-dirigé dans l'une des publications.
« C'est un travail que vous ne pouvez tout simplement pas faire avec les télescopes », a déclaré Barnes dans un communiqué de presse. « C'est super excitant que nous puissions enfin dire ces choses sur un astéroïde dont nous rêvions depuis si longtemps et finalement ramené des échantillons. »
Le corps parent de Bennu fait partie de la famille des astéroïdes Polana. Une histoire des collisions a créé Bennu et son parent d'origine contenait du matériel de notre système solaire et au-delà. En conséquence, Bennu aussi, avec du matériel de près du soleil, à une grande distance du soleil, et même des autres étoiles.
Le corps parent a été créé à partir de ce mélange de matériaux il y a plus de 4 milliards d'années, alors que le système solaire lui-même a vu le jour. Le document « La variété et l'origine des matériaux accrétés par l'astéroïde parent de Bennu » l'explique en détail.
« L'astéroïde parent de Bennu s'est formé dans les parties extérieures du système solaire, peut-être au-delà des planètes géantes, Jupiter et Saturne », a déclaré Barnes. « Nous pensons que ce corps parent a été frappé par un astéroïde entrant et brisé. Ensuite, les fragments sont réassemblés et cela aurait pu se répéter plusieurs fois. »
« Les premiers corps à se former dans le système solaire ont acquis leurs matériaux à partir d'étoiles, le nuage moléculaire présolaire et le disque protoplanétaire », écrivent les auteurs. « Les astéroïdes qui n'ont pas subi de différenciation planétaire conservent des preuves de ces matériaux accrétés primaires. »
Les échantillons de Bennu montrent qu'une grande partie du matériau de surface a été modifiée par des interactions hydrothermales qui ont changé leurs compositions isotopiques, leur chimie et leur minéralogie en vrac. Mais aucun des échantillons n'a été modifié.
« Nous montrons que certains matériaux accrétés primaires ont échappé à la vaste altération aqueuse qui s'est produite sur l'astéroïde parent, y compris les grains présolaires des étoiles anciennes, la matière organique du système solaire externe ou des nuages moléculaires, des solides réfractaires qui se sont formés à proximité du soleil et de la poussière enrichie dans des isotopes TI richés à la ne neutronique », indique le papier.
Le résultat le plus intéressant de ces échantillons est peut-être l'abondance de matériaux de l'extérieur de notre système solaire. Cette ancienne Stardust est antérieure au système solaire et est identifiée par sa composition isotopique, qui la distingue de notre système solaire. La recette de Bennu est donc plus complexe qu'on ne le pense.
« Ce sont des morceaux de Stardust d'autres étoiles qui sont mortes depuis longtemps, et ces pièces ont été incorporées dans le nuage de gaz et de poussière à partir de laquelle notre système solaire s'est formé », a déclaré Barnes. « De plus, nous avons trouvé un matériau organique très anormal dans leurs isotopes et qui s'est probablement formé dans l'espace interstellaire, et nous avons des solides qui se sont formés plus près du soleil, et pour la première fois, nous montrons que tous ces matériaux sont présents à Bennu. »
Alors que certains des matériaux de Bennu sont inchangés par l'altération spatiale, la chimie et même les collisions, une grande partie a été modifiée. Le deuxième article, «Preuve minéralogique de l'altération hydrothermale des échantillons de Bennu», montre que la plupart des matériaux de Bennu ont été modifiés par des processus hydrothermaux. « Les preuves minéralogiques indiquent l'altération des minéraux accrétés par un liquide qui a évolué avec le temps, conduisant à la gravure, à la dissolution et à la reprocitation », écrivent les auteurs.
« Nous pensons que les parents d'astéroïdes de Bennu ont accrété beaucoup de matériel glacé du système solaire extérieur, qui a fondu au fil du temps », a déclaré Tom Zega, directeur du laboratoire Kuiper-Arizona qui a co-dirigé l'étude.
La chaleur résiduelle de la formation de Bennu, ou chaleur des impacts ultérieurs, aurait pu faire fondre la glace dans l'astéroïde. L'eau résultante aurait pu interagir avec les minéraux du silicate, créant les réactions hydrothermales qui ont changé les échantillons de Bennu.
« Maintenant, vous avez un liquide en contact avec un solide et une chaleur – tout ce dont vous avez besoin pour commencer à faire de la chimie », a déclaré Zega. « L'eau a réagi avec les minéraux et a formé ce que nous voyons aujourd'hui: des échantillons dans lesquels 80% des minéraux contiennent de l'eau à l'intérieur, créé il y a des milliards d'années lorsque le système solaire se formait encore. »
Le troisième article, «Effets de l'altération de l'espace dans les échantillons d'astéroïdes de Bennu», montre comment les impacts des micrométéorites ont modifié le Bennu au cours de sa longue vie.
« Les processus d'altération de l'espace, dominés par les impacts micrométrioïdes et l'irradiation solaire, modifient la minéralogie et la chimie des surfaces exposées », expliquent les auteurs.
« La comparaison des échantillons de Bennu avec ceux collectés à partir des astéroïdes Ryugu et Itokawa suggèrent que les impacts micrométéoroïdes pourraient jouer un rôle plus actif et rapide dans l'altération de l'espace des surfaces astéroïdales que prévu initialement, en particulier pour les corps carbonés. »
Certaines des particules de l'échantillon portent les empreintes d'impacts micrométéoroïdes. Ces impacts, ainsi que le vent solaire, sont considérés comme des intempéries de l'espace. Sans atmosphère pour éviter ces minuscules impacts, la surface de Bennu a été constamment bombardée. L'étude montre que l'altération de l'espace se produit beaucoup plus rapidement qu'on ne le pensait auparavant.
« Les dépôts de fusion se produisent dans <0,5% des échantillons d'Itokawa, 2% des particules de Ryugu et 20% des particules de Bennu (bien que des analyses de matériaux supplémentaires puissent améliorer ces statistiques)", indique l'article.
« Ensemble, ces résultats suggèrent que les impacts des micrométéoroïdes jouent un rôle plus important dans l'altération de l'espace des surfaces astéroïdales que ce qui a été suggéré à partir d'observations précoces d'échantillons retournés astéroïdiens. »
La plupart des fragments d'astéroïdes qui atteignent la Terre sont brûlés lorsqu'ils plongent dans l'atmosphère. Mais l'atmosphère de la Terre est implacable, et même les météorites qui survivent au plongeon y sont exposées et peuvent être modifiées rapidement. C'est pourquoi les missions de retour des échantillons d'astéroïdes sont si importantes pour comprendre le système solaire.
« Ceux qui arrivent au sol peuvent réagir avec l'atmosphère de la Terre, en particulier si la météorite n'est pas récupérée rapidement après sa chute », a déclaré Zega, « c'est pourquoi des échantillons de missions de retour telles que Osiris-Rex sont essentielles. »
