À l'heure actuelle, l'Agence japonaise d'exploration aérospatiale (JAXA)
Hayabusa2 vaisseau spatial est occupé à explorer l'astéroïde 162173 Ryugu. Comme son prédécesseur, il s'agit d'une mission de retour d'échantillons, où le régolithe de la surface de l'astéroïde sera ramené à la maison pour analyse. En plus de nous en dire plus sur le premier système solaire, ces études devraient mettre en lumière l'origine de l'eau de la Terre (et peut-être même de la vie).
Pendant ce temps, les scientifiques ici au pays ont été occupés à examiner les échantillons retournés de 25143 Itokawa par le Hayabusa1 vaisseau spatial. Grâce à une étude récente menée par une paire de cosmochimistes de l'Arizona State University (ASU), il est maintenant connu que cet astéroïde contenait des quantités abondantes d'eau. À partir de cela, l'équipe estime que jusqu'à la moitié de l'eau sur Terre aurait pu provenir d'astéroïdes et de comètes il y a des milliards d'années.
Cette étude, qui était la première fois que des échantillons de la surface d'un astéroïde étaient examinés pour de l'eau, a récemment été publiée dans la revue Avancées scientifiques. L’équipe d’étude était composée de Ziliang Jin et Maitrayee Bose, chercheur postdoctoral et professeur adjoint à l’école ASU de l’école d’exploration de la Terre et de l’espace (SESE).
Le consensus scientifique actuel est que les astéroïdes sont composés de restes de matière provenant de la formation du système solaire. L'étude de ces corps devrait donc révéler des choses sur son histoire et son évolution. Ce que Jin et Bose ont trouvé, après avoir examiné les échantillons fournis par la JAXA, c'est qu'ils étaient enrichis en eau par rapport à la moyenne des objets trouvés dans le système solaire intérieur.
Et Bose a indiqué dans une interview avec ASU Now, cette étude a été rendue possible grâce à la coopération entre l'ASU et la JAXA, bien qu'ils aient été surpris d'entendre ce qu'elle et Jin recherchaient:
«C'était un privilège que l'agence spatiale japonaise JAXA soit disposée à partager cinq particules d'Itokawa avec un enquêteur américain. Elle reflète aussi bien notre école… Jusqu'à ce que nous la proposions, personne ne pensait chercher de l'eau. Je suis heureux d'annoncer que notre intuition a payé. "
Pour étudier les cinq échantillons, dont chacun
Dans deux des cinq particules, l'équipe a identifié le pyroxène, un minéral qui (sur Terre) a de l'eau dans sa structure cristalline. Jin et Bose soupçonnaient également que les grains pourraient contenir des traces d'eau, bien qu'ils ne savaient pas combien. La longue histoire d'Itokawa aurait inclus des événements de chauffage, des impacts, des chocs
Les mesures NanoSIMS ont confirmé cette hypothèse, révélant que les grains de l'échantillon eux-mêmes étaient riches en eau. Mais ce qui était surprenant, c'était leur richesse. Cela indique que les astéroïdes comme Itokawa (qui sont considérés comme «secs») sont capables d'héberger plus d'eau que les scientifiques ne le pensaient auparavant.
En raison de sa composition, qui est principalement constituée de minéraux et de métaux silicatés, les scientifiques planétaires ont désigné Itokawa comme un astéroïde de classe S. Mesurant seulement 500 mètres (1800 pieds) de long et 215 à 300 (700 à 1000 pieds) de diamètre, l'astéroïde fait le tour du Soleil tous les 18 mois à une distance moyenne de 1,3 UA - passant à l'intérieur de l'orbite de la Terre un peu au-delà de celle de Mars .
On pense que les objets de la taille d'Itokawa sont des fragments qui se sont détachés des plus gros astéroïdes de classe S. Malgré leur petite taille, ces astéroïdes auraient gardé l'eau et les matières volatiles (azote, dioxyde de carbone, méthane, ammoniac, etc.) qu'ils avaient à la formation. Comme l'a expliqué Bose:
«Les astéroïdes de type S sont l'un des objets les plus courants dans la ceinture d'astéroïdes. Ils se sont à l'origine formés à une distance du soleil d'un tiers à trois fois la distance de la Terre.”
De sa structure, qui se compose de deux lobes principaux parsemés de rochers (avec des densités différentes) qui sont réunis par une section plus étroite, on pense qu'Itokawa est le reste d'un corps parent mesurant environ 19 km (12 mi) de largeur. Au cours de son histoire, il aurait été chauffé entre 550 et 800 ° C (1000 et 1500 ° F) et aurait subi de multiples impacts, avec un grand événement qui l'a brisé.
Par la suite, deux des fragments ont fusionné pour former Itokawa, qui a pris sa taille et sa forme actuelles il y a environ 8 millions d'années. Malgré la rupture catastrophique qui a conduit à sa formation et le fait que les grains de l'échantillon ont été exposés à des radiations et à des impacts de micrométéorite, les minéraux ont encore montré des traces d'eau perdue dans l'espace.
"Bien que les échantillons aient été prélevés à la surface, nous ne savons pas où se trouvaient ces grains dans le corps d'origine", a déclaré Jin. "Mais notre meilleure supposition est qu'ils ont été enterrés à plus de 100 mètres de profondeur à l'intérieur ... Les minéraux ont des compositions isotopiques d'hydrogène qui ne se distinguent pas de la Terre."
Cela montre que les impacts d'astéroïdes pendant le bombardement lourd tardif (il y a environ 4,1 à 3,8 milliards d'années) étaient responsables de la distribution d'eau sur Terre peu de temps après leur formation. Comme l'a ajouté Bose, cela fait des astéroïdes de classe S une cible hautement prioritaire pour les missions de retour d'échantillons à l'avenir.
«Cela signifie que les astéroïdes de type S et les corps parents des chondrites ordinaires sont probablement une source critique d'eau et de plusieurs autres éléments pour les planètes terrestres. Et nous ne pouvons le dire que grâce aux mesures isotopiques in situ sur des échantillons retournés de régolithes d'astéroïdes - leur poussière de surface et leurs roches. »
Lorsque ces missions auront lieu, l'ASU jouera probablement un rôle important. À l'heure actuelle, Bose travaille à la création d'une installation de laboratoire propre à l'ASU qui, avec le NanoSIMS, sera la première installation universitaire publique capable d'analyser des échantillons de matériaux obtenus à partir d'astéroïdes et de corps du système solaire.
Le professeur Meenakshi - directeur du Center for Meteorite Studies de l'ASU et nouveau directeur du SESE - fait également partie de l'équipe d'analyse qui étudiera les échantillons retournés par le Hayabusa2 mission. Le vaisseau spatial quittera l'astéroïde Ryugu en décembre 2019 et devrait retourner sur Terre d'ici décembre 2020.
L'ASU est également responsable de la contribution de l'instrument du spectromètre à émission thermique (OTES) à bord du OSIRIS-REx vaisseau spatial, qui mène actuellement une mission de retour d'échantillons avec l'astéroïde proche de la Terre Bennu. OSIRIS-REx devrait prélever des échantillons de Bennu l'été prochain et les ramener sur Terre d'ici septembre 2023.
Ces missions et d'autres permettront à des scientifiques de mieux comprendre comment notre système solaire a vu le jour et pourraient même éclairer la façon dont la vie a commencé sur notre planète. Comme l'a conclu Bose:
«Les missions de retour d'échantillons sont obligatoires si nous voulons vraiment faire une étude approfondie des objets planétaires. La mission Hayabusa à Itokawa a élargi nos connaissances sur le contenu volatil des corps qui ont aidé à former la Terre. Il ne serait pas surprenant qu'un mécanisme similaire de production d'eau soit commun aux exoplanètes rocheuses autour d'autres étoiles. »
