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L'astéroïde Pallas vu par Hubble : une protoplanète au congélateur

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Prise en 2007 par le télescope Hubble, une image de la surface de l'astéroïde Pallas a fini par parler. Elle révèle ce dont les planétologues se doutaient depuis quelque temps. Pallas est une protoplanète au congélateur, relique instructive des premiers temps de la formation du sysème solaire.

A gauche, une image de synthèse de la surface de Pallas réalisée à partir des images prises par Hubble et que l'on voit à droite. Le cercle indique la localisation de la dépression constituant peut-être les restes d'un cratère d'impact ancien. Crédit : Science

La théorie de la formation des planètes du système solaire repose sur le concept d'accrétion. Lorsque que le disque de poussières et de gaz de la nébuleuse protosolaire a été formé, les grains de poussières ont commencé à s'agglomérer pour donner d'abord des petits cailloux puis des planétésimaux dont les tailles sont estimées de quelques kilomètres à une dizaine de kilomètres.

Une fois ce stade atteint, un gigantesque jeu de billard cosmique a commencé et en quelques dizaines de millions d'années, les collisions entre planétésimaux ont donné naissance aux planètes telluriques. C'est du moins ce que les simulations numériques prédisent. Mais même si les météorites et les observations des nébuleuses protoplanétaires par les télescopes Spitzer et Hubble accréditent fortement ce scénario, il reste des zones d'ombres que l'on aimerait bien explorer. Surtout, on aimerait obtenir des preuves expérimentales pour certaines des étapes du passage des planétésimaux aux planètes.

Si l'on en croit un article publié dans Science par Britney E. Schmidt et ses collègues, Pallas, l'un des astéroïdes les plus gros du système solaire, recélerait de précieux indices. Selon eux, des images fournies par Hubble appuient l'idée que Pallas représente l'un des stades intermédiaires entre planétésimaux et planètes, miraculeusement conservé au congélateur cosmique depuis des milliards d'années.

Une vue d'artiste d'une collision entre Pallas et un petit corps céleste éjectant des débris à l'origine de la familles des astéroïdes qui lui sont restés associés. Crédit : Science

Presque une planète avec peut-être des strates géologiques...

La résolution des images prises par le télescope Hubble en 2007, et dont le traitement et les analyses ont pris quelque temps, montre enfin quelques détails de la surface de Pallas. On distingue en particulier une dépression que l'on pourrait interpréter comme le vestige d'un cratère d'impact de grande envergure mais ancien.

Pour comprendre en quoi cette possibilité est intéressante il faut savoir qu'il existe une famille d'astéroïdes dont les paramètres orbitaux comme l'excentricité, l'inclinaison et le demi grand axe suggèrent fortement qu'ils sont associés à Pallas (un autre exemple de famille d'astéroïdes est celui des Baptistina). L'hypothèse la plus naturelle est qu'il s'agirait des restes de la collision d'un petit corps céleste avec Pallas. Rappelons que la taille de cet astéroïde est d'environ 500 kilomètres de diamètre et que sa masse représente environ 7% de la masse totale de la ceinture des astéroïdes entre Mars et Jupiter.

Si cette hypothèse d'un ancien cratère d'impact se révélait exacte, d'autres images et des mesures spectrales plus fines pourraient peut-être révéler l'existence de strates montrant directement l'intérieur des couches supérieures de Pallas. On comprend aisément toutes les information que l'on pourrait en tirer sur la genèse d'une protoplanète et les conditions qui régnaient dans le jeune système solaire en formation, probablement environ 5 millions d'années après le début du processus d'accrétion.

Pallas n'est pas vraiment rond et ne peut donc être considéré comme une planète. Mais il n'est visiblement pas loin de l'être et les chercheurs pensent tout de même que, comme une planète et comme le suggèrent les observations, il a subi des évolutions. En particulier on observe des zones sombres et d'autres brillantes. Peut-être contenait-il suffisamment de chaleur lors de sa formation pour qu'un processus de différenciation s'y soit produit avec formation d'un noyau riche en fer et en nickel. On peut imaginer aussi que des épanchements magmatiques aient eu lieu à sa surface.

Dissipons toutefois une confusion, les météorites dénommées des Pallasites, caractérisées par de très belles inclusions de cristaux d'olivine dans une matrice en fer et en nickel, ne tirent pas leur nom du fait qu'elles proviendraient de la famille des astéroïdes associés à Pallas. La dénomination vient en effet de Peter Pallas, un zoologiste russe d'origine allemande qui le premier a décrit ce genre de météorite.

Il est probable que les futures missions robotisées destinées à explorer le système solaire finiront, dans un avenir pas trop lointain, par scruter la surface de Pallas d'un peu plus près, et pourquoi pas, la parcourir à l'aide d'un rover pour en ramener des échantillons sur Terre. Qui sait les aperçus extraordinaires que nous pourrions déduire des échantillons ramener par ces futurs cousins de la sonde Rosetta sur l'enfance de la Terre, alors qu'elle aussi était une protoplanète.

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