Image au microscope d'une particule sombre de Bennu, longue d'environ un millimètre, avec une croûte de phosphate brillant. À droite, un fragment plus petit s'est détaché. Crédit : De Lauretta & Connolly et al. (2024) Meteoritics & Planetary Science, doi:10.1111/maps.14227
NASA's OSIRIS-REx La mission a rapporté un échantillon de l'astéroïde Bennu, révélant qu'il contient des matériaux clés du système solaire et des signes possibles d'un passé aquatique. Cette découverte fournit des informations précieuses sur les conditions du système solaire primitif et les origines potentielles de la vie.
Une plongée en profondeur dans l'échantillon de roches et de poussière renvoyé par l'astéroïde géocroiseur Bennu par la mission OSIRIS-REx de la NASA, dirigée par l'Université d'Arizona, a révélé quelques surprises tant attendues.
L'équipe d'analyse d'échantillons d'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 sodium et de magnésium, 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 monde océanique minuscule et primitif disparu depuis longtemps.
La capsule de retour d'échantillons de la mission OSIRIS-REx de la NASA est visible peu après son atterrissage dans le désert le 24 septembre 2023, au centre d'entraînement et d'essai du ministère de la Défense de l'Utah. L'échantillon a été collecté sur l'astéroïde Bennu en octobre 2020 par le vaisseau spatial OSIRIS-REx de la NASA. Crédit : NASA/Keegan Barber
Voyage et livraison de l'échantillon Bennu
Lancé le 8 septembre 2016, le vaisseau spatial OSIRIS-REx, baptisé Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, and Security–Regolith Explorer, a commencé son voyage vers l'astéroïde proche de la Terre Bennu pour collecter un échantillon de roches et de poussières de sa surface. OSIRIS-REx a été la première mission américaine à collecter un échantillon d'un astéroïde. Le vaisseau spatial a livré l'échantillon, pesant 4,3 onces, soit 121,6 grammes, sur Terre le 24 septembre 2023.
« C’est extrêmement excitant d’avoir enfin l’opportunité d’étudier l’échantillon OSIRIS-REx de Bennu après toutes ces années », a déclaré Dante Lauretta, chercheur principal d’OSIRIS-REx et professeur de sciences planétaires au Laboratoire lunaire et planétaire de l’Université d’Arizona. « Cette avancée non seulement répond à des questions de longue date sur le système solaire primitif, mais ouvre également de nouvelles pistes de recherche sur la formation de la Terre en tant que planète habitable. Les informations présentées dans notre article de synthèse ont suscité une curiosité accrue, ce qui a renforcé notre envie d’explorer plus en profondeur. »
Lauretta est co-auteur principal d'un article publié dans Météorites et sciences planétaires Ce document détaille la nature de l'échantillon d'astéroïde. Il sert également d'introduction au catalogue d'échantillons Bennu, une ressource en ligne où les informations sur l'échantillon sont rendues publiques et où les scientifiques peuvent demander des échantillons pour leurs propres recherches.
« La publication du premier article dirigé par le Dr Lauretta et le Dr Connolly décrivant l’échantillon de Bennu est une étape importante pour la mission et pour le Laboratoire lunaire et planétaire de l’Université d’Arizona et chef du Département des sciences planétaires. Nos professeurs, scientifiques et étudiants continueront d’étudier l’échantillon pendant des années et des décennies à venir. Pour l’instant, nous ne pouvons qu’imaginer les histoires des origines de notre planète et de la vie qui y règne encore à raconter grâce aux grains de Bennu déjà présents dans nos laboratoires. »
Vue de dessus de l'un des conteneurs contenant des roches et de la poussière de l'astéroïde Bennu, avec une échelle de mesure en centimètres. Crédit : NASA/Erika Blumenfeld et Joseph Aebersold
Un « passé aquatique » pour Bennu ?
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 entre l'eau de mer et les matériaux du manteau terrestre entraîne la formation d'argile et donne naissance à une variété de minéraux, notamment des carbonates, des oxydes de fer et des sulfures de fer. Mais la découverte la plus inattendue dans l'échantillon de Bennu est la présence de phosphates hydrosolubles, a déclaré Lauretta. Ces composés sont des composants biochimiques de toute vie connue sur Terre aujourd'hui.
Un phosphate similaire a été trouvé dans l'échantillon de l'astéroïde Ryugu livré par la mission Hayabusa2 de l'Agence d'exploration aérospatiale japonaise en 2020. Mais le phosphate de magnésium et de sodium détecté dans l'échantillon de Bennu se distingue par l'absence d'inclusions, qui sont comme de petites bulles d'autres minéraux emprisonnés dans la roche, et par la taille de ses grains, sans précédent dans un échantillon de météorite, a déclaré Lauretta.
La découverte de phosphates de magnésium et de sodium dans l'échantillon de Bennu soulève des questions sur les processus géochimiques qui ont réuni 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 un passé aqueux pour l’astéroïde », a déclaré Lauretta. « Bennu aurait pu autrefois faire partie d’un monde plus humide. Cependant, cette hypothèse nécessite des recherches plus approfondies. »
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
D'un jeune système solaire
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.
La composition de l'astéroïde offre un aperçu des débuts de notre système solaire, il y a plus de 4,5 milliards d'années. Les roches ont conservé leur état d'origine, n'ayant ni fondu ni solidifié depuis leur création, ce qui confirme leur nature primitive et leurs origines anciennes.
Cette vue d'artiste montre le vaisseau spatial OSIRIS-REx (Origins Spectral Interpretation Resource Identification Security – Regolith Explorer) entrant en contact avec l'astéroïde Bennu à l'aide du mécanisme de bras d'échantillonnage Touch-And-Go ou TAGSAM. La mission a réussi à ramener sur Terre un échantillon du revêtement de surface de Bennu pour étude. Crédit : NASA
Quelques indices sur les éléments constitutifs de la vie
L'équipe a également confirmé que l'astéroïde était riche en carbone et en azote. Ces éléments sont essentiels pour comprendre les environnements d'où proviennent les matériaux de Bennu 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 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’étude, scientifique de la mission qui dirige l’équipe d’analyse des échantillons, professeur à l’université Rowan de Glassboro, dans le New Jersey, et chercheur invité à l’université d’Arizona. « 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. »
