L’astéroïde Bennu, la roche spatiale géocroiseur échantillonnée par la NASA avec son vaisseau spatial OSIRIS-REx, a probablement pris forme dans une zone influencée par un jeune Jupiter encore en croissance, selon une étude publiée le 23 septembre dans Science Advances. Des chercheurs de l’ETH Zurich suggèrent que Jupiter a agi comme un filtre, retenant les matières grossières tandis que les fines poussières provenant de différentes parties du système solaire primitif circulaient autour d’elle et se mélangeaient.
L’idée compte au-delà d’un seul astéroïde. Si l’équipe a raison, le matériau de Bennu reflète fidèlement la poussière bien mélangée du disque qui a construit les planètes rocheuses, dont la Terre. Maria Schönbächler, professeur de géochimie isotopique à l’ETH Zurich, a déclaré dans un communiqué universitaire, faisant référence aux ingrédients à partir desquels les planètes telluriques ont finalement été construites.
L’étude remet également en question une hypothèse courante. Les scientifiques pensaient généralement que les astéroïdes comme Bennu se formaient relativement tard et loin dans le système solaire, peut-être dans la même région que les comètes. Les nouvelles données isotopiques indiquent une origine proche de la frontière où l’eau pourrait geler et se transformer en glace.
Une planète géante comme filtre à poussière
Jupiter s’est formée très tôt, environ un million d’années après la naissance du Soleil, selon l’équipe de l’ETH Zurich. Autour du jeune Soleil tournait un disque de poussière et de gaz, dont de la glace d’eau, dans lequel planètes et astéroïdes se développaient en collectant progressivement de la matière.
Selon les chercheurs, parce que Jupiter a grandi si rapidement, elle a agi comme un pilier de pont à l’intérieur du disque. Il bloquait la plupart des matériaux grossiers, tandis que de fines poussières provenant de différentes régions coulaient autour de lui et se mélangeaient uniformément dans une zone de transition proche de la ligne eau-glace. Les précurseurs de Bennu, l’astéroïde Ryugu, et une classe rare de météorites primitives riches en carbone appelées chondrites CI se sont alors formés dans cette région.
Le scénario correspond à deux caractéristiques des données. Les poussières fines se mélangent plus soigneusement que les amas grossiers, ce qui est cohérent avec la répartition uniforme des isotopes du fer et du titane mesurés par l’équipe à Bennu. Cela aide également à expliquer pourquoi le matériau de Bennu est chimiquement si similaire au Soleil, puisque la fine poussière entourant le jeune Soleil était soigneusement mélangée. L’équipe de l’ETH l’a comparé à la poussière domestique, qui finit par se retrouver partout.
La Snow Line et pourquoi Bennu est un hybride
La ligne eau-glace, souvent appelée ligne de neige, marque la distance du jeune soleil au-delà de laquelle la vapeur d’eau a gelé. Il y a environ 4,5 milliards d’années, les matériaux du système solaire interne et externe se mélangeaient près de cette frontière, et la glace agissait comme une colle qui liait les particules de poussière les plus fines.
Schönbächler a déclaré, expliquant que son matériau ne correspond clairement ni au système solaire interne ni à celui externe. Il présente les caractéristiques des deux régions car il s’est formé là où la matière coule des deux régions mélangées.
L’emplacement offre également une explication sur l’eau de Bennu. Selon les chercheurs, la glace à proximité s’est évaporée et une partie de cette vapeur d’eau s’est à nouveau condensée dans la région où s’est formé Bennu. Bennu est riche en eau et en matières organiques, ce qui explique en partie pourquoi ses échantillons aident les scientifiques à étudier comment la jeune Terre a acquis les éléments constitutifs de la vie.
Un demi-gramme d’astéroïde, trois empreintes digitales isotopiques
OSIRIS-REx a collecté des roches et de la poussière de la surface de Bennu en octobre 2020 et les a ramenés sur Terre le 24 septembre 2023, selon Goddard de la NASA. La capsule a atterri dans le désert de l’Utah transportant environ 120 grammes (environ 4,2 onces) de matière, et le laboratoire de Schönbächler a reçu un demi-gramme pour analyse.
L’équipe a mesuré les isotopes du fer, du titane et du chrome. Les isotopes sont des formes du même élément dont la masse diffère légèrement et, ensemble, ils agissent comme une empreinte chimique indiquant l’origine du matériau. L’empreinte digitale de Bennu correspond étroitement à celle de Ryugu, échantillonnée par la mission japonaise Hayabusa2, et aux chondrites CI, indiquant que les trois se sont formés à partir du même réservoir de poussière cosmique. Il diffère clairement des autres astéroïdes, groupes de météorites et planètes connus.
Des preuves solides, mais pas le dernier mot
Les mesures isotopiques sont des données de laboratoire publiées dans une revue à comité de lecture. Le scénario Jupiter, cependant, est l’interprétation proposée par l’équipe de ces mesures, et non un événement directement observé, et repose sur l’analyse par un laboratoire d’une petite partie de l’échantillon renvoyé.
Les chercheurs reconnaissent les questions ouvertes. Schönbächler a déclaré que l’équipe voulait maintenant savoir si d’autres astéroïdes. L’équipe de l’ETH a également déclaré qu’on ne sait toujours pas dans quelle mesure le jeune Jupiter a contribué au fait que seules de fines particules de poussière se sont agglutinées.
Un casse-tête plus vaste demeure. Bennu et Ryugu, les deux astéroïdes géocroiseurs visités par des missions réussies de retour d’échantillons, semblent partager une origine, et Space.com a noté qu’on ne sait pas encore s’il s’agit d’une coïncidence ou d’un indice sur l’origine des astéroïdes géocroiseurs.
Bennu est également surveillé pour une autre raison. La NASA Goddard le répertorie comme un objet potentiellement dangereux avec une chance sur 2 700 de heurter la Terre entre 2175 et 2199. C’est une faible probabilité pour une fenêtre située à environ 150 ans de distance, et la nouvelle étude n’y change rien. Comprendre de quoi est fait Bennu aide également les scientifiques à comprendre les astéroïdes qui pourraient s’approcher de la Terre.
D’autres échantillons devraient aider à tester l’idée. La mission chinoise Tianwen-2 a atteint l’astéroïde géocroiseur Kamo’oalewa cet été et vise à en rapporter un échantillon l’année prochaine, a rapporté Space.com. La mission japonaise d’exploration des lunes martiennes prévoit de restituer des matériaux de la lune martienne Phobos sur Terre en 2031, et Schönbächler a déclaré qu’elle espérait analyser ces matériaux dans son laboratoire.
Ce que les lecteurs veulent savoir
Qu’a révélé la nouvelle étude Bennu ?
Des chercheurs de l’ETH Zurich ont découvert que les isotopes du fer et du titane sont répartis uniformément à Bennu et que son empreinte isotopique correspond aux météorites chondrites Ryugu et CI. Ils ont conclu que le corps parent de Bennu s’était très probablement formé près de la ligne eau-glace du système solaire.
Quel rôle Jupiter a-t-il joué ?
Les chercheurs suggèrent que le jeune Jupiter bloquait les matières grossières tandis que la fine poussière coulait autour de lui et se mélangeait près de la ligne de neige, là où le corps parent de Bennu s’est formé. Il s’agit d’un modèle proposé qui s’adapte aux données, et non à un événement directement observé.
Quelle est la limite de neige ?
C’est la distance du jeune Soleil au-delà de laquelle la vapeur d’eau s’est transformée en glace. Près de cette frontière, les matériaux du système solaire interne et externe se sont mélangés et la glace a contribué à lier les fines poussières.
Pourquoi les scientifiques appellent-ils Bennu un hybride ?
Son matériau ne correspond clairement ni au système solaire interne ni à celui externe. Il porte les caractéristiques des deux car il s’est formé là où leurs flux de matières se sont combinés.
Quelle proportion de l’échantillon les chercheurs ont-ils étudiée ?
L’ETH Zurich a reçu un demi-gramme des quelque 120 grammes de matériau Bennu qu’OSIRIS-REx a restitués sur Terre en septembre 2023.
Bennu est-il une menace pour la Terre ?
La NASA Goddard classe Bennu comme potentiellement dangereux, avec une chance d’impact de 1 sur 2 700 entre 2175 et 2199. La nouvelle étude ne modifie pas cette estimation.
Qu’est-ce qui vient ensuite ?
Les scientifiques veulent savoir si d’autres astéroïdes partagent la signature isotopique de Bennu. Les retours d’échantillons de la mission chinoise Tianwen-2 et de la mission Phobos prévue par le Japon pourraient aider à répondre à cette question.
