Le vaisseau spatial Hayabusa2 a pris cette image de l’astéroïde Ryugu à une distance de 40 kilomètres alors qu’il s’approchait de l’astéroïde en 2018. Crédit : JAXA
Les scientifiques de Brown analysent un petit morceau de l’astéroïde Ryugu dans le but de mieux comprendre l’histoire du système solaire.
En décembre 2020, le vaisseau spatial japonais Hayabusa2 est passé au-dessus de la Terre pour déposer une cache d’échantillons de roches prélevés sur un astéroïde proche de la Terre appelé Ryugu. On pense que des astéroïdes comme Ryugu représentent les anciens blocs de construction du système solaire, et les scientifiques ont hâte d’examiner de plus près les échantillons renvoyés.
La semaine dernière, l’Agence japonaise d’exploration aérospatiale a expédié l’un des échantillons – un fragment de la taille d’un millimètre de la surface de l’astéroïde – au laboratoire du planétologue de l’Université Brown Ralph Milliken pour analyse. Le laboratoire de Milliken est l’un des premiers aux États-Unis à examiner un échantillon de Ryugu jusqu’à présent.
Milliken et Takahiro Hiroi, chercheur principal à Brown, sont membres de l’équipe scientifique de la mission Hayabusa2. Ils sont intéressés à enquêter sur des preuves de minéraux aquifères sur l’astéroïde, et ils ont déjà publié recherches sur le sujet basées sur l’équipement de télédétection de l’engin spatial. Maintenant qu’ils ont un échantillon renvoyé, Milliken et Hiroi sont impatients de comparer leurs mesures à distance avec les observations rapprochées du laboratoire.
Milliken a discuté du travail en cours dans une interview.
Q : Pourquoi Brown a-t-il été sélectionné comme l’un des laboratoires pour analyser un échantillon de Ryugu ?
Ralph Milliken regarde un petit morceau de l’astéroïde Ryugu. Crédit : Université Brown
Tout d’abord, nous sommes vraiment ravis de faire partie de ce qui est une mission internationale incroyable, et c’est un grand honneur de pouvoir analyser cet échantillon si tôt dans le processus. Je pense qu’il y a plusieurs raisons pour lesquelles nous avons été choisis. L’un est la présence de notre collègue, Takahiro Hiroi, qui est un expert dans le travail avec les échantillons de météorites et la science des astéroïdes en général, et il a également travaillé sur la première mission Hayabusa. Il existe également d’autres relations avec Brown dans la mission, notamment le professeur Seiji Sugita de l’Université de Tokyo, titulaire d’un doctorat Brown. diplômé qui est le scientifique principal de la caméra principale du vaisseau spatial.
Une autre raison est que Brown exploite un Nasa installation appelée RELAB, le laboratoire d’expérimentation sur la réflectance. RELAB a une longue histoire – depuis 30 ans maintenant – de travail avec des échantillons extraterrestres remontant aux missions Apollo sur la Lune, ainsi qu’aux missions soviétiques Luna. Nous avons donc beaucoup d’expertise dans la réalisation de mesures de haute précision, en travaillant avec des collègues pour interpréter ces données, puis en combinant ces résultats avec d’autres observations pour bien comprendre ces échantillons et ce qu’ils signifient pour les processus se déroulant au-delà de la Terre.
Q : Pouvez-vous décrire l’échantillon lui-même un peu plus en détail ?
C’est assez petit – seulement environ 1 millimètre sur 0,5 millimètre. Il vient de la surface extérieure de Ryugu. Le vaisseau spatial Hayabusa2 a effectué deux touchés sur Ryugu. Le premier, il a touché la surface non perturbée et a attrapé une partie de ce matériau. Ensuite, pour le deuxième atterrissage, le vaisseau spatial a échantillonné un emplacement où un cratère d’impact artificiel avait été créé à la surface dans l’espoir qu’il produirait des matériaux plus profonds. L’idée est de comparer ce matériau de surface avec le matériau “plus frais” en dessous qui a été un peu plus protégé des effets d’altération de l’espace qui peuvent modifier la surface la plus élevée non perturbée. L’échantillon que nous avons examiné provenait du premier toucher des roues en surface.
Q : Que recherchez-vous en particulier dans votre analyse ?
La mission Hayabusa2 a une grande équipe scientifique, et chacun de ces experts a une question différente qu’ils poursuivent. Notre groupe s’intéresse beaucoup aux minéraux formés par l’eau et les composés organiques. Sont-ils présents dans ces échantillons, et si oui, quelle est leur chimie et que nous disent-ils sur le rôle de l’eau dans les premiers millions d’années de notre système solaire ? Nos données initiales provenant des instruments de télédétection sur le vaisseau spatial suggéraient que Ryugu n’était peut-être pas aussi riche en eau que prévu. Une hypothèse est que l’astéroïde d’origine a été altéré par l’eau, entraînant la formation d’argile aquifère et peut-être d’autres minéraux, mais à un moment donné, l’astéroïde a ensuite été chauffé au point de se déshydrater partiellement. Maintenant que nous avons les échantillons en main, nous pouvons regarder de plus près et voir si cette hypothèse était correcte.
Q : Quelle forme prend l’analyse ?
Petit échantillon de l’astéroïde Ryugu. Crédit : Université Brown
Pour commencer, nous faisons ce qu’on appelle la spectroscopie de réflectance infrarouge proche et moyen, qui analyse la lumière réfléchie par l’échantillon à des longueurs d’onde plus longues que ce que l’œil humain peut voir mais qui nous renseigne sur les minéraux présents. Il existe des instruments similaires sur le vaisseau spatial qui ont analysé la surface de l’astéroïde sur une échelle de plusieurs mètres à quelques centimètres. Mais au labo, on regarde l’échelle micrométrique. Ainsi, nous pouvons examiner les petits grains individuels, la complexité des minéraux et leur chimie, et comprendre si et comment les minéraux aqueux sont présents dans l’échantillon. Une fois que nous avons ces informations détaillées, nous pouvons revenir en arrière et examiner les données de nos engins spatiaux à plus grande échelle et demander : les hypothèses que nous avons formulées sur la base de ces données étaient-elles correctes ou devons-nous réviser nos interprétations ? Pouvoir disposer de données d’engins spatiaux de télédétection, puis d’échantillons en main pour effectuer des analyses de laboratoire détaillées, nous aide vraiment à apprendre à combler ces échelles spatiales.
Q : Pourquoi est-il important d’étudier des astéroïdes comme Ryugu ?
Nous pensons que les astéroïdes comme Ryugu représentent les éléments constitutifs primordiaux du système solaire. Ainsi, en apprenant davantage sur Ryugu, nous pourrons peut-être en apprendre davantage sur la façon dont le système solaire s’est formé et comment il a évolué pour être tel qu’il est aujourd’hui.
De plus, Takahiro et moi-même sommes co-investigateurs de l’étude de la NASA OSIRIS-REx mission qui est actuellement sur le chemin du retour sur Terre pour rapporter des échantillons de l’astéroïde Bennu et dont les données de l’engin spatial ont montré qu’elle abrite des minéraux aqueux et des composés organiques. Nous sommes également impatients de mesurer des échantillons de cette mission, donc cette analyse des échantillons de Ryugu nous aidera également à nous préparer à ces futures mesures.
