Des découvertes surprenantes dans l'échantillon d'astéroïde OSIRIS-REx de la NASA : pourraient-elles révéler les origines de la vie ?

L'analyse d'un échantillon de l'astéroïde Bennu a révélé des composants vitaux essentiels et des indices d'un passé aquatique, offrant des informations sur les origines du système solaire et la chimie prébiotique.

• Analyse préliminaire de l'échantillon d'astéroïde Bennu renvoyé par NASA's OSIRIS-REx La mission a révélé une poussière riche en carbone, en azote et en composés organiques, tous des éléments essentiels à la vie telle que nous la connaissons. Dominé par des minéraux argileux, en particulier la serpentine, l'échantillon reflète le type de roche que l'on trouve sur les dorsales médio-océaniques de la Terre.
• Le phosphate de magnésium et de sodium trouvé dans l'échantillon suggère que l'astéroïde pourrait provenir d'un ancien petit monde océanique primitif. Le phosphate a été une surprise pour l'équipe car le minéral n'avait pas été détecté par la sonde OSIRIS-REx pendant son séjour à Bennu.
• Alors qu'un phosphate similaire a été trouvé dans l'échantillon d'astéroïde Ryugu livré par JAXALors de la mission Hayabusa2 de l'Agence japonaise d'exploration aérospatiale (Japan Aerospace Exploration Agency) en 2020, le phosphate de magnésium et de sodium détecté dans l'échantillon de Bennu se distingue par sa pureté (c'est-à-dire l'absence d'autres matériaux inclus dans le minéral) et la taille de ses grains, sans précédent dans un échantillon de météorite.

Cette mosaïque de Bennu a été créée à partir d'observations réalisées par la sonde spatiale OSIRIS-REx de la NASA qui est restée à proximité de l'astéroïde pendant plus de deux ans. Crédit : NASA/Goddard/Université d'Arizona

Découvertes sur la composition de l'astéroïde Bennu

Les scientifiques attendent avec impatience de pouvoir fouiller l'échantillon intact de 121,6 grammes de l'astéroïde Bennu collecté par la mission OSIRIS-REx (Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, and Security – Regolith Explorer) de la NASA depuis son arrivée sur Terre l'automne dernier. Ils espéraient que ce matériau contiendrait des secrets sur le passé du système solaire et sur la chimie prébiotique qui aurait pu conduire à l'origine de la vie sur Terre. Une première analyse de l'échantillon de Bennu, publiée récemment dans Météorites et sciences planétairesdémontre que cet enthousiasme était justifié.

L'équipe d'analyse d'échantillons OSIRIS-REx a découvert que Bennu contenait les ingrédients originaux qui ont formé notre système solaire. La poussière de l'astéroïde est riche en carbone et en azote, ainsi qu'en composés organiques, tous des composants essentiels à la vie telle que nous la connaissons. L'échantillon contient également du phosphate de magnésium et de sodium, ce qui a surpris l'équipe de recherche, car il n'était pas présent dans les données de télédétection collectées par le vaisseau spatial à Bennu. Sa présence dans l'échantillon suggère que l'astéroïde pourrait s'être détaché d'un minuscule monde océanique primitif disparu depuis longtemps.

Vue de huit plateaux d'échantillons contenant le matériau final de l'astéroïde Bennu. La poussière et les roches ont été versées dans les plateaux à partir de la plaque supérieure de la tête du mécanisme d'acquisition d'échantillons Touch-and-Go (TAGSAM). 51,2 grammes ont été collectés à partir de ce versement, ce qui porte la masse finale de l'échantillon d'astéroïde à 121,6 grammes. Crédit : NASA/Erika Blumenfeld & Joseph Aebersold

Preuves de la présence d'eau dans les matériaux des astéroïdes

L'analyse de l'échantillon de Bennu a révélé des informations intéressantes sur la composition de l'astéroïde. Dominé par des minéraux argileux, notamment de la serpentine, l'échantillon reflète le type de roche que l'on trouve sur les dorsales médio-océaniques de la Terre, là où les matériaux du manteau, la couche située sous la croûte terrestre, rencontrent l'eau.

Cette interaction ne se traduit pas seulement par la formation d'argile, mais aussi par la formation de divers minéraux tels que les carbonates, les oxydes de fer et les sulfures de fer. Mais la découverte la plus inattendue est la présence de phosphates hydrosolubles. Ces composés sont des composants biochimiques de toute la vie connue sur Terre aujourd'hui.

Alors qu'un phosphate similaire a été trouvé dans l'échantillon de l'astéroïde Ryugu livré par la mission Hayabusa2 de la JAXA (Agence japonaise d'exploration aérospatiale) en 2020, le phosphate de magnésium-sodium détecté dans l'échantillon de Bennu se distingue par sa pureté — c'est-à-dire l'absence d'autres matériaux dans le minéral — et la taille de ses grains, sans précédent dans un échantillon de météorite.

Une petite fraction de l'échantillon d'astéroïde Bennu rapporté par la mission OSIRIS-REx de la NASA, présentée sur des images au microscope. Le panneau supérieur gauche montre une particule sombre de Bennu, longue d'environ un millimètre, avec une croûte extérieure de phosphate brillant. Les trois autres panneaux montrent des vues progressivement agrandies d'un fragment de la particule qui s'est séparé le long d'une veine brillante contenant du phosphate, capturé par un microscope électronique à balayage. Crédit : De Lauretta & Connolly et al. (2024) Météorites et sciences planétairesdoi:10.1111/maps.14227

La découverte de phosphates de magnésium et de sodium dans l'échantillon de Bennu soulève des questions sur les processus géochimiques qui ont concentré ces éléments et fournit des indices précieux sur les conditions historiques de Bennu.

« La présence et l’état des phosphates, ainsi que d’autres éléments et composés sur Bennu, suggèrent que l’astéroïde a eu un passé aqueux », a déclaré Dante Lauretta, co-auteur principal de l’étude et chercheur principal d’OSIRIS-REx à l’Université d’Arizona, à Tucson. « Bennu aurait pu autrefois faire partie d’un monde plus humide. Cependant, cette hypothèse nécessite des recherches plus approfondies. »

« OSIRIS-REx nous a donné exactement ce que nous espérions : un grand échantillon d'astéroïde vierge, riche en azote et en carbone, provenant d'un monde autrefois humide », a déclaré Jason Dworkin, co-auteur de l'article et scientifique du projet OSIRIS-REx au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, dans le Maryland.

La sonde spatiale OSIRIS-REx de la NASA quitte la surface de l'astéroïde Bennu après avoir collecté un échantillon. Crédit : Goddard Space Flight Center/CI Lab/SVS de la NASA

Aperçu des conditions du système solaire primitif

Malgré son histoire possible d’interaction avec l’eau, Bennu reste un astéroïde chimiquement primitif, avec des proportions élémentaires ressemblant étroitement à celles du Soleil.

« L’échantillon que nous avons récupéré est le plus grand réservoir de matière d’astéroïde non altérée sur Terre à l’heure actuelle », a déclaré Lauretta.

Cette composition offre un aperçu des premiers jours de notre système solaire, il y a plus de 4,5 milliards d'années. Ces roches ont conservé leur état d'origine, n'ayant ni fondu ni resolidifié depuis leur création, affirmant ainsi leur origine ancienne.

Quelques indices sur les éléments constitutifs de la vie

L'équipe a confirmé que l'astéroïde était riche en carbone et en azote. Ces éléments sont essentiels pour comprendre les environnements dans lesquels les matériaux de Bennu ont été formés et les processus chimiques qui ont transformé des éléments simples en molécules complexes, jetant ainsi potentiellement les bases de la vie sur Terre.

« Ces résultats soulignent l’importance de collecter et d’étudier les matériaux provenant d’astéroïdes comme Bennu, en particulier les matériaux de faible densité qui se consumeraient normalement en entrant dans l’atmosphère terrestre », a déclaré Lauretta. « Ces matériaux sont la clé pour comprendre les processus complexes de la formation du système solaire et la chimie prébiotique qui aurait pu contribuer à l’émergence de la vie sur Terre. »

Et après

Des dizaines d'autres laboratoires aux États-Unis et dans le monde recevront des portions de l'échantillon de Bennu du Centre spatial Johnson de la NASA à Houston dans les mois à venir, et de nombreux autres articles scientifiques décrivant les analyses de l'échantillon de Bennu sont attendus dans les prochaines années de la part de l'équipe d'analyse d'échantillons OSIRIS-REx.

« Les échantillons de Bennu sont des roches extraterrestres d’une beauté fascinante », a déclaré Harold Connolly, co-auteur principal de l’article et scientifique des échantillons de la mission OSIRIS-REx à l’université Rowan de Glassboro, dans le New Jersey. « Chaque semaine, les analyses de l’équipe d’analyse des échantillons OSIRIS-REx fournissent des résultats nouveaux et parfois surprenants qui contribuent à établir des contraintes importantes sur l’origine et l’évolution des planètes semblables à la Terre. »

Lancée le 8 septembre 2016, la sonde spatiale OSIRIS-REx s'est rendue sur l'astéroïde Bennu, situé à proximité de la Terre, et a collecté un échantillon de roches et de poussières à sa surface. OSIRIS-REx, première mission américaine à collecter un échantillon d'un astéroïde, a livré l'échantillon sur Terre le 24 septembre 2023.

Le Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, dans le Maryland, a assuré la gestion globale de la mission, l'ingénierie des systèmes et la sécurité et l'assurance de la mission pour OSIRIS-REx. Dante Lauretta de l'Université d'Arizona à Tucson est le chercheur principal. L'université dirige l'équipe scientifique et la planification des observations scientifiques et le traitement des données de la mission. Lockheed Martin Space à Littleton, dans le Colorado, a construit le vaisseau spatial et assuré les opérations de vol. Goddard et KinetX Aerospace étaient responsables de la navigation du vaisseau spatial OSIRIS-REx. La conservation d'OSIRIS-REx se fait à NASA Johnson. Les partenariats internationaux sur cette mission comprennent l'instrument d'altimètre laser OSIRIS-REx de l'ASC (Agence spatiale canadienne) et la collaboration scientifique sur les échantillons d'astéroïdes avec la mission Hayabusa2 de la JAXA. OSIRIS-REx est la troisième mission du programme New Frontiers de la NASA, gérée par le Marshall Space Flight Center de la NASA à Huntsville, en Alabama, pour la direction des missions scientifiques de l'agence à Washington.