D’où proviennent les astéroïdes qui croisent régulièrement la route de la Terre ? Si la plupart ont comme origine la ceinture située entre Mars et Jupiter, une nouvelle étude suggère que Ryugu viendrait de bien plus loin.

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[EN VIDÉO] Les astéroïdes géocroiseurs sous surveillance Les astéroïdes géocroiseurs sont de ces objets qui transitent dans notre Système solaire, suffisamment près de notre Terre pour présenter un risque d’impact avec notre planète. Les chercheurs en ont désormais identifié plus de 30.000, mais aucun ne présente de réelle menace pour la vie sur Terre. Du moins pas dans les cent ans à venir. (en anglais) © ESA

En 2020, la mission japonaise Hayabusa 2 rapportait sur Terre plusieurs kilos d'échantillons de l'astéroïde Ryugu, prélevés directement à sa surface. Cet astéroïde de 875 mètres de diamètre a été découvert en 1999. Actuellement, l'orbiteorbite de Ryugu se situe entre celle de Mars et celle de Mercure et recoupe l'orbite terrestre, ce qui en fait un astéroïde potentiellement dangereux. L'étude des échantillons montre cependant que ce petit corps rocheux aurait une origine bien plus lointaine.

Vue d'artiste de la sonde Hayabusa 2 lors de sa deuxième tentative de prise d'échantillons en juillet 2019, près d'un cratère artificiel formé sur l'astéroïde Ryugu en avril. © Akihiro Ikeshit, Jaxa
Vue d'artiste de la sonde Hayabusa 2 lors de sa deuxième tentative de prise d'échantillons en juillet 2019, près d'un cratère artificiel formé sur l'astéroïde Ryugu en avril. © Akihiro Ikeshit, Jaxa

Un lien de parenté avec les rares et primitives chondrites CI

D'après les analyses chimiques, Ryugu appartiendrait en effet au type Cb, un sous-groupe d'astéroïdesastéroïdes carbonés qui font partie des corps les plus primitifs du Système solaireSystème solaire. La composition de Ryugu, notamment la présence de certains isotopes du ferfer, suggère d'ailleurs que cet astéroïde serait affilié à un autre type d'astéroïde, encore moins fréquent : les chondrites CI.

Les échantillons de Ryugu récoltés par la sonde Hayabusa 2. © Jaxa
Les échantillons de Ryugu récoltés par la sonde Hayabusa 2. © Jaxa

Les chondriteschondrites CI ont la particularité d'avoir une composition chimique enrichie en éléments volatils par rapport aux autres chondrites. Une composition étonnamment proche de celle du SoleilSoleil. Cette composition chimique suggère de plus que les chondrites CI proviendraient d'un réservoir très différent du réservoir habituel des astéroïdes présents dans le Système solaire interne, qui se situe entre Mars et JupiterJupiter.

Un astéroïde originaire des parties les plus externes du Système solaire

Bien qu'aujourd'hui Ryugu soit en quelque sorte notre voisin, cette étude publiée dans la revue Science Advances suggère que l'astéroïde se serait en réalité formé aux confins du Système solaire, à la limite de la zone d'influence du Soleil, dans une région dénommée Ceinture de KuiperCeinture de Kuiper. Pour les scientifiques, Ryugu et les chondrites CI pourraient même provenir de bien plus loin.

L'étude de Ryugu pourrait donc apporter de nombreuses informations sur l'origine de notre Système solaire et sur la formation de notre Planète.


L'astéroïde Ryugu visité par la sonde spatiale Hayabusa 2 serait en fait une comète éteinte

Article de Laurent SaccoLaurent Sacco, publié le 3 avril 2022

On pourrait s'être trompé sur la nature de l'astéroïde Ryugu étudié par la sonde spatiale Hayabusa 2. Les données ont été réinterprétées par une équipe de chercheurs japonais qui suggère que l'on est en présence d'une nouvelle classe d'objet, celle des comètes éteintes. 

Cela fait environ deux siècles que nous avons découvert l'existence des astéroïdes mais des millénaires en ce qui concerne celle des comètes. Il a toutefois fallu attendre la seconde moitié du XXe siècle pour que l'on commence à comprendre leur nature et leur origine. La révolution de l'astronautiqueastronautique nous a même permis d'en observer déjà à ce moment-là de plus près, avec notamment la mission spectaculaire de la sonde Giotto de l’ESA qui s’est approchée de la comète de Halley en 1986. L'ESAESA, on le sait, allait faire beaucoup mieux avec la sonde RosettaRosetta et la comètecomète 67P/Tchourioumov-Guérassimenko.

Ces dernières années, c'est la mission Hayabusa 2 qui occupe le devant de la scène pour ces petits corps célestes en fournissant non seulement des images rapprochées de l’astéroïde (162173) Ryugu, mais aussi parce que cette mission a permis de récolter des échantillons de cet astéroïde Apollon de type C, potentiellement dangereux, découvert en 1999. Ces échantillons sont arrivés sur Terre et ils sont encore en cours d’analyse.


Le Cnes a participé à la mission mission Hayabusa 2 sur Ryugu. © Cnes

Trois indices sur l'origine de Ryugu

Les premières données concernant Ryugu ont été cependant un peu surprenantes et avaient conduit à proposer certaines hypothèses pour en rendre compte. L'astéroïde a en effet une forme de toupie que l'on explique bien s'il a adopté une figure d'équilibre en réponse à une rotation rapide sur lui-même. Restait à rendre compte de cette rotation rapide.

Pour comprendre aussi sa forme d'équilibre il faut savoir que l'on a découvert que Ryugu pouvait être considéré comme un tas de décombres composé de petits morceaux de roche et de matériaux solidessolides agglutinés par gravitégravité plutôt que d'un seul rocher monolithique. Une façon de l'expliquer est de postuler qu'il s'agit en fait des fragments produits par la collision entre deux astéroïdes qui se seraient ensuite lentement regroupés sous l'action de leur force de gravité propre (la taille de Ryugu est de 920 mètres environ).

Autre donnée fournie par la mission, le petit corps céleste est surprenamment riche en matièrematière organique.

Toutes ces pièces du puzzle de l'identité et de l'origine de (162173) Ryugu viennent d'être réassemblées d'une tout autre manière par une équipe de recherche dirigée par Hitoshi Miura de la Nagoya City University, au Japon, dans un article en accès libre dans The Astrophysical Journal Letters.

Les planétologues ont construit un nouveau modèle qui rend mieux compte de toutes les observations concernant Ryugu et qui aboutissent à l'étonnante conclusion qu'il s'agit d'une comète morte, c'est-à-dire ce qui peut rester d'un tel objet sur une orbite périodique quand ses passages répétés proches du Soleil ont quasiment épuisé son stock de matériaux volatils - essentiellement de la glace d'eau.

Un schéma résumant la nouvelle théorie sur la nature et l'origine de Ryugu. © Hitoshi Miura
Un schéma résumant la nouvelle théorie sur la nature et l'origine de Ryugu. © Hitoshi Miura

Une boule de neige sale qui se contracte

Le scénario développé avec des équationséquations par Hitoshi Miura et ses collègues Eizo Nakamura et Tak Kunihiro de l'université d'Okayama, au Japon, est conceptuellement simple. Si Ryugu était effectivement une comète alors on peut le comparer à une glace d'eau avec des pépites de chocolats fondant en surface et s'évaporant à plusieurs reprises. Les pépites vont sédimenter et finir par se concentrer et s'assembler au fond du récipient contenant le mélange initial.

Formé au-delà de l'orbite de Jupiter dans le disque protoplanétairedisque protoplanétaire initial il y a environ 4,5 milliards d'années, une comète devait justement être ce fameux modèle dit de « boule de neige sale » proposé il y a longtemps par l’astronome Fred Lawrence Whipple, ayant accrété des blocs de différentes tailles avec de la glace enrobant le tout.

En s'évaporant, la comète diminue de taille, ce qui change son moment d'inertie comme dans le cas d'une patineuse rassemblant ses bras. La conservation du moment cinétiquemoment cinétique va la conduire à avoir sa vitesse de rotationvitesse de rotation s'accélérer tant que sa taille diminue.

Le modèle des chercheurs rend alors bien compte de cette forme de toupie causée par la vitesse de rotation calculée via des simulations numériquessimulations numériques et on comprend aussi pourquoi, puisqu'il s'agit initialement d'une comète formée dans des régions froides et riches en matières organiques volatiles, Ryugu semble bien plus carboné que d'autres astéroïdes étudiés depuis la Terre par spectroscopie.

Selon le communiqué de l'université de Nagoya accompagnant le travail scientifique publié, les objets en forme de toupie et de tas de gravatsgravats à haute teneur organique, tels que Ryugu et Bennu (la cible de la mission Osiris-RexOsiris-Rex), seraient des objets de transition comète-astéroïde (CAT). « Les CAT sont de petits objets qui étaient autrefois des comètes actives mais qui se sont éteints et qui sont apparemment impossibles à distinguer des astéroïdes », y explique Hitoshi Miura qui ajoute : « en raison de leurs similitudes avec les comètes et les astéroïdes, les CAT pourraient fournir de nouvelles informations sur notre Système solaire ».