Le retour d’échantillons des deux missions spatiales en cours, Hayabusa2 et OSIRIS-Rex, ont fourni des informations précieuses sur la nature des surfaces des astéroïdes proches de notre planète (ou autrement dit géocroiseurs), Ryugu et Bennu.
Ces astéroïdes primitifs, sombres et carbonés semblent être recouverts d’un matériau extrêmement fragile.
Normalement les astéroïdes avec une composition non-primitive peuvent envoyer leur matériaux surfacique sur Terre sous forme de météorites. Cependant, les scientifiques pensent que les matériaux de Ryugu et Bennu sont trop fragiles et ne peuvent résister lors du passage dans l’atmosphère terrestre. À la lumière des nouvelles données de ces missions spatiales, il semble que nous manquions de documentation dans notre collection de météorites. Quelles sont les propriétés de ces matériaux? De plus, il existe deux processus principaux qui agissent sur les surfaces des astéroïdes conduisant à la fracturation de leurs matériaux de surface: les impacts du bombardement de météorites et la fissuration thermique due aux cycles de températures diurnes et nocturnes. Comment ces processus agissent-ils sur les surfaces des matériaux fragiles des astéroïdes carbonées?
La nouveauté de ce travail, mené par les chercheurs de l’Observatoire de la Côte d’Azur, C. Avdellidou et M. Delbo, est que pour la première fois les surfaces des astéroïdes carbonés sont reproduites de près, alors que jusqu’à maintenant les scientifiques utilisaient des approximations matérielles qui étaient pour la plupart simplifiées par rapport à la vrai nature des astéroïdes primitifs. L’équipe internationale qui comprend des chercheurs de l’Université de Grenoble, de l’Université Centrale de Floride et de l’Université de Kent, a fabriqué en laboratoire un matériau de composition analogue aux météorites carbonées CM (jusqu’ici la composition minéralogique la plus proche de Bennu et Ryugu) mais avec des propriétés mécaniques et thermiques intermédiaires entre celles des météorites CM, que nous recevons sur Terre, et celles mesurées sur les roches de Ryugu et Bennu.
L’équipe, à l’aide du canon à gaz léger à deux étages de l’Université de Kent, a réalisée une série d’expériences d’impact d’hyper vélocité pour étudier comment ces matériaux se fragmentent, simulant la réaction des surfaces d’astéroïdes aux collisions de micrométéorites dans la ceinture principale d’astéroïdes. Morphologiquement, la surface résultant des impacts sur les simulants présente un degré de rugosité qui ressemble qualitativement et quantitativement à ceux observés par MASCOT, l’atterrisseur de Hayabusa2 — construit par le CNES et le DLR — sur les rochers de Ryugu. De plus les cratères résultants sont extrêmement similaires à ceux - de même échelle - qui sont observés sur l’astéroïde Bennu.
The produced craters after hypervelocity impact experiments in comparison to the surfaces of asteroids Bennu and Ryugu. The image of the crater on Bennu’s boulder is taken from @OSIRISREx.
Ces travaux ont été financés le par « Bonus Qualité Recherche » de l’Observatoire de la Côte d’Azur, les « Crédits Scientifiques Incitatifs » de l’Université Côte d’Azur, le Programme national de planétologie et l’Institut virtuel de recherche sur le système solaire de la NASA ont conclu un accord de coopération avec le Center for Lunar and Asteroid Surface Science (CLASS). C. Avdellidou a été soutenu par l’Agence Nationale de la Recherche dans le cadre du projet «Investissements d’Avenir» UCAJEDI. M. Delbo a été appuyé par l’Agence Nationale de la Recherche « ORIGINS ».
Référence
Avdellidou et al., Very weak carbonaceous asteroid simulants I: Mechanical properties and response to hypervelocity impacts, Icarus, Volume 341, article id. 113648. (2020)
Contacts
Chrysa Avdellidou : Chrysa.avdellidou@oca.eu, Post-doctoral Researcher, Laboratoire Lagrange (CNRS-Universite Côte d’Azur-Observatoire de la Côte d'Azur).
Marco Delbo : delbo@oca.eu — Directeur de Recherche au CNRS, Laboratoire Lagrange (CNRS-Universite Côte d’Azur-Observatoire de la Côte d'Azur).
