L’astéroïde géocroiseur Ryugu s’est formé loin du Soleil, dans les profondeurs glaciales du système solaire externe, selon une nouvelle analyse d’échantillons ramenés de Ryugu par la mission japonaise Hayabusa-2.

Hayabusa2 a collecté deux échantillons de matériau à la surface de Ryugu en 2019, puis a renvoyé ces échantillons sur Terre en 2020. Les premières analyses ont montré que ces échantillons étaient le matériau le plus vierge jamais vu dans le système solaire, y compris la poussière plus ancienne que le soleil. Essentiellement, Ryugu est resté inchangé depuis sa formation au cours des 4 ou 5 premiers millions d’années de l’histoire du système solaire. Et les dernières études d’échantillons montrent que Ryugu est originaire de l’orbite de Neptune et a été poussé vers l’intérieur par la migration de planètes géantes glacées.

Analyse des échantillons par une équipe dirigée par Timo Hopp, planétologue à l’Institute for Solar System Research. Max Planck en Allemagne a découvert un nombre surprenant de certains isotopes, qui sont des atomes d’un élément avec un nombre variable de neutrons.

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Ryugu est largement classé comme un astéroïde carboné (type C), ce qui signifie qu’il est riche en carbone. Les astéroïdes carbonés sont le type d’astéroïde le plus courant, mais la composition de Ryugu est nettement différente de la plupart d’entre eux. Par exemple, la teneur en isotope fer-54 de Ryugu est inférieure à celle de la plupart des autres types C, à l’exception d’une espèce connue sous le nom de chondrites CI.

Un exemple bien connu de chondrite CI est une météorite appelée Ivuna, qui a été découverte sur Terre en 1938. Ivuna était remarquable en ce que les proportions de ses éléments volatils, plus lourds que l’hydrogène et l’hélium, étaient presque identiques aux abondances de ces éléments. que l’on trouve sur Terre. la surface visible du Soleil, la photosphère, signe que la météorite s’est formée particulièrement tôt.

En effet, au fil du temps, divers processus chimiques et thermiques ont modifié la composition des planètes, des astéroïdes et des comètes proches du Soleil, de sorte que ces corps ne semblent plus être vierges. Mais aux confins du système solaire, où il fait beaucoup plus froid, il y a peu de réactions chimiques. Cela signifie que la composition de ces objets reflète toujours la composition du Soleil, qui à son tour reflète la composition de la nébuleuse solaire, le nuage de gaz qui a formé le Soleil et les planètes.

Les scientifiques pensent que la plupart des astéroïdes de type C se sont formés dans la région où Jupiter et Saturne orbitent maintenant autour du Soleil, mais les signatures isotopiques du fer Ryugu et d’autres chondrites CI indiquent que ces corps doivent s’être formés plus loin du Soleil. Une abondance de deutérium (une forme d’hydrogène qui comprend un neutron dans le noyau d’un atome) et d’isotopes d’azote-15 dans les échantillons de Ryugu, comme on pourrait s’y attendre d’une origine dans le système solaire externe froid.

Cependant, une équipe dirigée par Ryuji Okazaki, un scientifique planétaire à l’Université de Kyushu au Japon, a trouvé quelques différences dans la composition de Ryugu par rapport aux chondrites CI. En particulier, ces chercheurs ont découvert que Ryugu contient une plus grande abondance de certains gaz rares (ce sont des gaz inertes et non réactifs), notamment l’hélium, le néon, l’argon, le krypton et le xénon, mais une plus faible abondance de l’isotope azote-15 que Chondrite CI. Les divergences indiquent que si ces objets peuvent s’être formés dans la même région du système solaire, les chondrites Ryugu et CI ne proviennent pas nécessairement du même objet parent.

Représentation artistique de planètes sur un disque protoplanétaire. Le système solaire s’est formé à partir d’un tel disque, et des planétésimaux comme Ryugu se sont rapidement formés à l’intérieur du disque dans un processus appelé accrétion de galets. (Crédit image : NASA/FUSE/Lynette Cook)

« Dans notre modèle, Ryugu aurait pu se former dans une région qui suggérait également que les comètes du nuage d’Oort se sont formées avant d’être dispersées dans le nuage d’Oort », a déclaré Hopp à Space.com. Le nuage d’Oort est un royaume de billions de petits objets glacés s’étendant à au moins une année-lumière du Soleil. « Par conséquent, on peut supposer que certaines comètes du nuage d’Oort peuvent avoir la même composition isotopique que Ryugu. »

Les objets qui habitent maintenant le nuage d’Oort ont été dispersés par Uranus et Neptune ; certains corps auraient été complètement éjectés du système solaire pour devenir des objets interstellaires comme ‘Oumuamua. Ryugu, d’autre part, a été projeté vers l’intérieur, en orbite dans la ceinture principale d’astéroïdes entre Mars et Jupiter, jusqu’à ce que l’interaction gravitationnelle avec Jupiter le pousse encore plus près du Soleil, et il devienne un astéroïde proche de la Terre.

Les astéroïdes avec une composition similaire à Ryugu, selon des observations spectroscopiques à distance, représentent 10% à 20% de tous les astéroïdes de type C dans la ceinture principale d’astéroïdes, ce qui suggère qu’une proportion importante des objets primaires ont été dispersés vers l’intérieur.

Hopp et ses collègues soutiennent que l’emplacement de Ryugu près de la Terre est une preuve solide que les planètes du système solaire ont grandi rapidement et ont commencé à migrer rapidement.

« Pour que Ryugu soit dispersé au cours des 4 à 5 premiers millions d’années après la formation du système solaire, les noyaux rocheux des planètes géantes de gaz et de glace ont dû croître rapidement », a déclaré Hopp. « La croissance rapide des planètes géantes est mieux obtenue par ce qu’on appelle l’accrétion de galets. »

L’accrétion de galets est un modèle de formation planétaire dans lequel la première étape vers la construction planétaire est accomplie par le fait que de petits cailloux et rochers, qui s’accumulent progressivement dans un disque protoplanétaire en refroidissement, se collent rapidement pour former des objets de plus en plus gros. Cependant, le point de friction – pardonnez le jeu de mots – pour les théoriciens a été le collage de cailloux dans un disque protoplanétaire chaud, car leurs vitesses les font souvent se briser ou rebondir les uns sur les autres. Malgré ces problèmes, l’existence de Ryugu suggère qu’une certaine forme d’accrétion de galets a effectivement conduit à la formation des planètes du système solaire.

Les articles de recherche de l’équipe de Hopp et de l’équipe d’Okazaki ont été publiés le 21 octobre dans la revue Science Advances.

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