Des échantillons de minéraux prélevés sur l’astéroïde Ryugu par le vaisseau spatial japonais Hayabusa2 aident les scientifiques de l’espace UCLA et leurs collègues à mieux comprendre la composition chimique de notre système solaire tel qu’il existait à ses débuts, il y a plus de 4,5 milliards d’années.
Dans une recherche récemment publiée dans Astronomie naturelle, les scientifiques utilisant l’analyse isotopique ont découvert que les minéraux carbonatés de l’astéroïde étaient cristallisés par des réactions avec l’eau, qui s’était à l’origine accrétée à l’astéroïde sous forme de glace dans le système solaire encore en formation, puis réchauffée en liquide. Ces carbonates, disent-ils, se sont formés très tôt – au cours des 1,8 millions d’années d’existence du système solaire – et ils conservent un enregistrement de la température et de la composition du fluide aqueux de l’astéroïde tel qu’il existait à cette époque.
Le Ryugu rocheux et riche en carbone est le premier astéroïde de type C (C signifie « carboné ») dont des échantillons ont été collectés et étudiés, a déclaré le co-auteur de l’étude Kevin McKeegan, éminent professeur de sciences de la Terre, des planètes et de l’espace à UCLA. Ce qui rend Ryugu spécial, a-t-il noté, c’est que contrairement aux météorites, il n’a pas eu de contact potentiellement contaminant avec la Terre. En analysant les empreintes chimiques dans les échantillons, les scientifiques peuvent développer une image non seulement de la façon dont Ryugu s’est formé, mais où.
« Les échantillons de Ryugu nous disent que l’astéroïde et les objets similaires se sont formés relativement rapidement dans le système solaire externe, au-delà des fronts de condensation des glaces d’eau et de dioxyde de carbone, probablement sous forme de petits corps », a déclaré McKeegan.
L’analyse des chercheurs a déterminé que les carbonates de Ryugu se sont formés plusieurs millions d’années plus tôt qu’on ne le pensait auparavant, et ils indiquent que Ryugu – ou un astéroïde ancêtre à partir duquel il peut s’être détaché – s’est accrété en tant qu’objet relativement petit, probablement moins de 20 kilomètres (12,5 miles). ) en diamètre.
Ce résultat est surprenant, a déclaré McKeegan, car la plupart des modèles d’accrétion d’astéroïdes prédisent l’assemblage sur de plus longues périodes, entraînant la formation de corps d’au moins 50 kilomètres (plus de 30 miles) de diamètre qui pourraient mieux survivre à l’évolution collisionnelle au cours de la longue histoire de le système solaire.
Le vaisseau spatial Hayabusa2 atterrit sur Ryugu le 1er juillet 2019 pour recueillir des échantillons. Hayabusa2 a survolé la Terre en décembre 2020 et a déposé des échantillons dans l’outback australien. Les chercheurs ont passé l’année écoulée à les étudier. Crédit : JAXA, Université de Tokyo, Université de Kochi, Université Rikkyo, Université de Nagoya, Chiba Institute of Technology, Université Meiji, Université Aizu, AIST
Et bien que Ryugu ne mesure actuellement qu’environ 1 kilomètre de diamètre à la suite de collisions et de réassemblages tout au long de son histoire, il est très peu probable qu’il ait jamais été un gros astéroïde, ont déclaré les chercheurs. Ils ont noté que tout astéroïde plus gros formé très tôt dans le système solaire aurait été chauffé à des températures élevées par la désintégration de grandes quantités d’aluminium-26, un nucléide radioactif, entraînant la fonte de la roche à l’intérieur de l’astéroïde, ainsi que des réactions chimiques. différenciation, telle que la ségrégation du métal et du silicate.
Ryugu ne montre aucune preuve de cela, et ses compositions chimiques et minéralogiques sont équivalentes à celles trouvées dans les météorites les plus primitives chimiquement, les soi-disant chondrites CI, qui se seraient également formées dans le système solaire externe.
McKeegan a déclaré que les recherches en cours sur les matériaux Ryugu continueront d’ouvrir une fenêtre sur la formation des planètes du système solaire, y compris la Terre.
« L’amélioration de notre compréhension des astéroïdes volatils et riches en carbone nous aide à répondre à des questions importantes en astrobiologie, par exemple, la probabilité que des planètes rocheuses puissent accéder à une source de matériaux prébiotiques », a-t-il déclaré.
Pour dater les carbonates dans les échantillons de Ryugu, l’équipe a étendu la méthodologie développée à l’UCLA pour un autre système de désintégration radioactive « de courte durée » impliquant l’isotope manganèse-53, qui était présent Ryugu.
L’étude a été codirigée par Kaitlyn McCain, doctorante à l’UCLA au moment de la recherche qui travaille maintenant au Johnson Space Center de la NASA à Houston, et la chercheuse postdoctorale Nozomi Matsuda, qui travaille dans le laboratoire de microsonde ionique du Département de la Terre de l’UCLA. , Sciences planétaires et spatiales.
Les autres co-auteurs de l’article sont des scientifiques de l’équipe de conservation de phase 2 de Kochi au Japon, dirigée par Motoo Ito. Cette équipe est responsable de la conservation des particules de l’échantillon de régolithe prélevé sur l’astéroïde Ryugu et de l’analyse de leurs caractéristiques pétrologiques et chimiques par des techniques microanalytiques coordonnées.
Plus d’information:
Kaitlyn A. McCain et al, Activité fluide précoce sur Ryugu déduite par des analyses isotopiques de carbonates et de magnétite, Astronomie naturelle (2023). DOI : 10.1038/s41550-022-01863-0