Lors de leur entrée sur Terre, les météoroïdes et les astéroïdes peuvent déposer de l’énergie, suscitant de vives inquiétudes chez les astrophysiciens. Les découvertes récentes des fers massifs d’Aletai dans le nord-ouest de la Chine constituent le champ parsemé le plus long connu, environ 430 kilomètres, qui indique ce processus unique. À l’aide d’études pétrographiques et d’éléments traces, les scientifiques suggèrent que les masses d’Aletai présentent des compositions uniques et peuvent donc provenir du même événement.
Dans un nouveau rapport maintenant publié dans Avancées scientifiques, Ye Li et une équipe de scientifiques de l’Académie chinoise des sciences, de l’Université de l’Arizona, aux États-Unis, et de l’Institut de recherche nucléaire en Hongrie, ont utilisé des modèles numériques pour suggérer que la trajectoire de saut de pierre est associée à un angle d’entrée peu profond pour faciliter le champ exceptionnellement long parsemé d’un scénario d’entrée à corps unique. Alors que la trajectoire du saut de pierre ne contribuerait pas à une grande énergie d’impact au sol, l’équipe pense qu’elle pourrait entraîner une dissipation d’énergie lors de son vol à très longue distance.
Les météoroïdes pénètrent dans l’atmosphère terrestre
Les météoroïdes et les astéroïdes peuvent envahir l’atmosphère terrestre à différents angles d’entrée et vitesses pour se briser en fragments dans l’atmosphère et tomber comme pluies de météorites pour créer des entonnoirs et des cratères. Au cours du processus, les météoroïdes et les astéroïdes peuvent déposer de grandes quantités d’énergie cinétique provoquant des explosions et affectant l’écosystème. Il est donc crucial de comprendre comment les météoroïdes traversent l’atmosphère. Les fers massifs d’Aletai ont d’abord été récupérés dans la région d’Aletai, dans le nord-ouest du Xinjiang, en Chine, près de la frontière sino-mongole. L’extraordinaire champ étendu implique que la trajectoire ou la dynamique de l’astéroïde Aletai est unique. Dans ce travail, Li et l’équipe ont mené une étude approfondie de la pétrologie et de la géochimie des éléments traces de la roche totale avec analyse des radionucléides et modélisation numérique pour les fers d’Aletai. Les résultats ont montré un champ jonché de 430 km de long.
Les expériences
Les chercheurs avaient auparavant mené des études pétrographiques pour certaines grandes masses et dans ce travail, l’équipe a effectué études de minéralisation détaillées pour les masses d’astéroïdes Akebulake et WuQilike précédemment récupérées. Ils ont ensuite utilisé analyse par activation neutronique données des fers Aletai et éléments sélectionnés notés, y compris la teneur en cuivre et en or. Les chercheurs ont étudié le contenu en radionucléides et la masse initiale d’Aletai et ont attribué une masse initiale plus importante à l’astéroïde ; ce qui est plus réaliste. À l’aide de simulations numériques, l’équipe a ensuite indiqué que la direction de vol d’Aletai était du sud-ouest au nord-ouest, avec une désintégration se produisant près de la région du nord-ouest. L’équipe a testé la dynamique de l’astéroïde en supposant une entrée de corps unique dans l’atmosphère. Lors des simulations numériques, ils ont utilisé la méthode de Monte Carlo et saisi trois paramètres de base, dont la vitesse initiale, la masse initiale et l’angle d’entrée. Parmi les variables, la trajectoire de saut de pierre décrit la trajectoire de vol des échantillons.
Le champ parsemé unique d’une trajectoire semblable à un saut de pierre
Pour tous les échantillons d’une longueur de champ éparpillé de plus de 430 km, la trajectoire de saut de pierre s’est avérée nécessaire. Les scientifiques ont exploré la trajectoire d’Aletai via la méthode Markov Chain Monte Carlo, et les résultats ont révélé que l’astéroïde Aletai avait une vitesse initiale d’environ 11,9 à 14,9 km/s. Les chercheurs ont également calculé un angle d’entrée de 6,5 à 7,5 degrés avec une masse initiale d’environ 280 à 3440 tonnes avec un rayon allant de 2,1 à 4,7 m. La vitesse d’impact finale et l’énergie d’impact étaient relativement faibles avec un angle d’impact de 19 à 26 degrés.
Perspectives : Comprendre l’astéroïde Aletai
De cette manière, Ye Li et ses collègues ont montré comment les masses des astéroïdes Akebulake, WuQilike et Aletai partageaient de fortes similitudes dans la chimie minérale. Les scientifiques ont analysé ces masses qui maintenaient des compositions en vrac identiques pour suggérer un appariement dans les masses Aletai. Ils ont caractérisé les fers Aletai par une teneur plus élevée en or et en cuivre et des teneurs inattendues en iridium. L’équipe a ensuite combiné des données géochimiques supplémentaires avec les compositions pétrologiques du fer d’Aletai pour décrire sa nature unique et incomparable à d’autres échantillons de la collection mondiale de météorites. Les résultats suggèrent que toutes les masses Aletai proviennent du même événement automnal. Les résultats de la modélisation ont en outre mis en évidence la fragmentation d’Aletai en plus petits morceaux dans l’atmosphère tout en mettant l’accent sur l’angle d’entrée vers la Terre. L’équipe a souligné l’importance de la trajectoire semblable à un saut de pierre, qui n’avait pas été identifiée auparavant, et potentiellement négligée dans les archives historiques, et a attribué son caractère unique à sa géochimie et à son vol extrêmement longue distance.
Ye Li et al, Une trajectoire unique en forme de saut de pierre de l’astéroïde Aletai, Avancées scientifiques (2022). DOI : 10.1126/sciadv.abm8890
P. Brown et al, L’orbite et la trajectoire atmosphérique de la météorite Peekskill à partir d’enregistrements vidéo, La nature (2003). DOI : 10.1038/367624a0
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