Vue d'artiste de l'astéroïde (16) Psyché. © Nasa, JPL-Caltech, ASU
Sciences

La cartographie de l'astéroïde Psyché révèle son passé turbulent

ActualitéClassé sous :Espace , astéroïdes , astéroïde 16-Psyche

[EN VIDÉO] En vidéo : la future sonde Psyché survole l'étrange astéroïde du même nom  La Nasa offre un avant-goût de la mission Psyché, qui doit être lancée en septembre 2022, autour de l’astéroïde du même nom. D’un diamètre estimé à 210 kilomètres, il est l’un des dix corps les plus massifs de la ceinture principale, entre Mars et Jupiter. C’est aussi l’un des plus étranges. De par sa composition essentiellement métallique, il est considéré comme le reste du noyau d’une ancienne planète. Pour les astronomes, une enquête sur le cas unique de Psyché s’impose. Ce fossile a beaucoup à dire sur nos origines. 

En attendant le lancement de la sonde Psyché de la Nasa, une équipe de planétologues a dressé des cartes détaillées des propriétés physiques de la surface de l'astéroïde, révélant un corps hétérogène, riche en roches et en métaux, ayant vraisemblablement subi d'importantes collisions dans les premières phases de son histoire. 

Au mois de septembre de cette année doit être lancée la mission Psyché de la Nasa, 14e mission du programme Discovery visant à survoler à partir de 2026 l'astéroïde (16) Psyché, orbitant au sein de la ceinture principale, entre les orbites de Mars et de Jupiter, et qui est suspecté d'être l'ancien noyau d'une protoplanète. La sonde passera alors deux ans à étudier la surface de l'astéroïde, à la recherche d'indice sur l'évolution des corps planétaires dans le Système solaire. Mais quelques scientifiques impatients ont décidé de devancer la mission, en cherchant à dresser une carte de (16) Psyché à partir d'observations terrestres uniquement, nous donnant ainsi un premier aperçu de ce que la sonde verra lors de son arrivée près de l'astéroïde. 

Le radiotélescope Alma pour observer (16) Psyché

Représentant à lui seul 1 % de la masse de la ceinture principale, (16) Psyché fait partie des astéroïdes de type M qui, riches en métal, sont généralement considérés comme représentant un ancien noyau, vestige d'une protoplanète. Découvert en 1852 par l'astronome Annibale de Gasparis, l'astéroïde a depuis fait l'objet de nombreuses observations : sa composition de surface est notamment bien connue grâce aux observations infrarouges réalisées par différents télescopes autour du globe, mais ces observations n'étaient pas assez précises pour résoudre spatialement les variations de composition à la surface de l'astéroïde. Une équipe de planétologues, menée par des scientifiques du MIT (Massachusetts Institute of Technology), ont alors décidé d'exploiter les observations du télescope Alma (Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array), situé au Chili, afin d'accéder à des données plus précises. Composé de 66 antennes observant dans des longueurs d'onde millimétriques, sensibles à certaines propriétés thermiques et électriques d'une surface, Alma a permis à l'équipe d'observer Psyché avec une résolution d'un peu plus de 30 kilomètres par pixel. Ces données ont notamment permis aux scientifiques de dresser une première carte d'émission thermique de l'astéroïde, et de produire le plus récent modèle 3D de la morphologie de (16) Psyché. 

Cartes d'inertie thermique et de constante diélectrique de l'astéroïde (16) Psyché, dérivées des données d'émissions thermiques du télescope Alma. © Cambioni et al, 2022

Des indices sur l'évolution des corps planétaires ? 

Dans leur nouvelle étude, les scientifiques ont réalisé plusieurs simulations de (16) Psyché, pour voir quelles propriétés de surface expliqueraient le mieux les mesures d'émissions thermiques. L'équipe suggère ainsi pouvoir révéler la carte « la plus probable » des matériaux en surface de l'astéroïde. 

Leur étude montre ainsi que la surface de (16) Psyché est très hétérogène, couverte d'une grande diversité de matériaux. Elle confirme la richesse de sa surface en métal, mais l'abondance de métal et de silicates semble varier autour de l'astéroïde : d'après les scientifiques, cela serait un argument en faveur de l'existence d'un manteau silicaté dans les premières phases d'existence de la protoplanète, qui aurait depuis disparu. 

Autre caractéristique étonnante : les scientifiques ont remarqué qu'au cours de la rotation de l'astéroïde, des matériaux situés dans le fond d'un cratère changeaient de température bien plus vite que les matériaux environnants. D'après eux, cela suggérerait la présence de petites étendues de grains fins qui, comme le sable sur Terre, chaufferaient plus rapidement que les matériaux rocheux alentour. Cette hypothèse intrigue les scientifiques, car ce type de dépôt n'a pour l'instant jamais été observé sur un astéroïde aussi massif. 

Ainsi, ces nouvelles données semblent conforter la communauté scientifique dans l'idée que (16) Psyché serait l'ancien noyau d'une protoplanète qui aurait vu son manteau arraché, avec quelques vestiges encore visibles dans les zones rocheuses de l'astéroïde. Pourtant, bien que l'étude montre de fortes variations de composition autour de la surface de (16) Psyché, la sonde qui sera lancée par la Nasa, équipée d'un spectromètre à rayon gamma, devra nous apporter de bien plus amples informations sur la composition de la surface de l'astéroïde. 

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