Les cicatrices d’astéroïdes racontent des histoires sur son passé –

L’étude, publiée dans la revue La nature, fournit une nouvelle référence pour comprendre l’évolution des astéroïdes, offre un aperçu d’une population mal comprise de débris spatiaux dangereux pour les engins spatiaux et améliore la compréhension des scientifiques du système solaire.

Les chercheurs ont utilisé des images et des mesures au laser prises au cours d’une phase de levé de deux ans au cours de laquelle l’engin spatial OSIRIS-REx de la taille d’une camionnette a mis en orbite Bennu et a battu le record du plus petit vaisseau spatial à orbiter autour d’un petit corps.

Présenté lors de la journée d’ouverture de la réunion de la Division of Planetary Science de l’American Astronomical Society le 26 octobre, l’article détaille les premières observations et mesures de cratères d’impact sur des rochers individuels sur une surface planétaire sans air depuis les missions Apollo sur la lune il y a 50 ans, selon les auteurs.

La publication intervient quelques jours seulement après une étape majeure de la mission OSIRIS-REx de l’Université de l’Arizona de la NASA. Le 20 octobre, le vaisseau spatial est descendu avec succès sur l’astéroïde Bennu pour prélever un échantillon de sa surface éparpillée par des rochers – une première pour la NASA. L’échantillon a maintenant été rangé avec succès et sera renvoyé sur Terre pour étude en 2023, où il pourrait donner aux scientifiques un aperçu des premières étapes de la formation de notre système solaire.

Les cratères d’impact sur les rochers racontent une histoire

Bien que la Terre soit bombardée de plus de 100 tonnes de débris spatiaux chaque jour, il est pratiquement impossible de trouver une paroi rocheuse piquée par les impacts de petits objets à haute vitesse. Grâce à notre atmosphère, nous pouvons profiter de tout objet de moins de quelques mètres comme une étoile filante plutôt que d’avoir à craindre d’être frappé par ce qui équivaut essentiellement à une balle provenant de l’espace.

Les corps planétaires dépourvus d’une telle couche protectrice, cependant, portent le poids d’un barrage cosmique perpétuel, et ils ont les cicatrices à montrer. Des images haute résolution prises par le vaisseau spatial OSIRIS-REx au cours de sa campagne de prospection de deux ans ont permis aux chercheurs d’étudier même de minuscules cratères, avec des diamètres allant d’un centimètre à un mètre, sur les rochers de Bennu.

En moyenne, l’équipe a trouvé des rochers de 1 mètre (3 pieds) ou plus marqués par n’importe où de un à 60 fosses – impactés par des débris spatiaux d’une taille allant de quelques millimètres à des dizaines de centimètres.

«J’ai été surpris de voir ces caractéristiques à la surface de Bennu», a déclaré l’auteur principal de l’article, Ronald Ballouz, chercheur postdoctoral au laboratoire lunaire et planétaire UArizona et scientifique du groupe de travail de développement de régolithes OSIRIS-REx. “Les roches racontent leur histoire à travers les cratères qu’elles se sont accumulés au fil du temps. Nous n’avons rien observé de tel depuis que les astronautes ont marché sur la Lune.”

Pour Ballouz, qui a grandi dans les années 1990 à Beyrouth après la guerre civile, au Liban, l’image d’une surface rocheuse parsemée de petits cratères d’impact évoquait des souvenirs d’enfance de la construction de murs criblés de balles dans son pays d’origine déchiré par la guerre.

«Là où j’ai grandi, les bâtiments ont des impacts de balles partout, et je n’y ai jamais pensé», a-t-il déclaré. “C’était juste une réalité de la vie. Donc, quand j’ai regardé les images de l’astéroïde, j’étais très curieux, et j’ai immédiatement pensé qu’il s’agissait de caractéristiques d’impact.”

Les observations faites par Ballouz et son équipe comblent un fossé entre les études précédentes sur les débris spatiaux de plus de quelques centimètres, basées sur les impacts sur la lune, et les études d’objets de moins de quelques millimètres, basées sur les observations de météores entrant dans l’atmosphère terrestre et les impacts. sur un vaisseau spatial.

“Les objets qui ont formé les cratères sur les rochers de Bennu s’inscrivent dans cette lacune dont nous ne savons pas vraiment grand-chose”, a déclaré Ballouz, ajoutant que les roches de cette taille sont un domaine d’étude important, principalement parce qu’elles représentent des dangers pour les engins spatiaux en orbite autour de la Terre. “Un impact d’un de ces objets de l’ordre du millimètre au centimètre à une vitesse de 45 000 miles par heure peut être dangereux.”

Ballouz et son équipe ont développé une technique pour quantifier la force des objets solides à l’aide d’observations à distance de cratères à la surface des rochers – une formule mathématique qui permet aux chercheurs de calculer l’énergie d’impact maximale qu’un rocher d’une taille et d’une force données pourrait supporter avant. être écrasé. En d’autres termes, la distribution du cratère trouvée sur Bennu aujourd’hui conserve un enregistrement historique de la fréquence, de la taille et de la vitesse des événements d’impact que l’astéroïde a connus tout au long de son histoire.

“L’idée est en fait assez simple”, a déclaré Ballouz, utilisant un bâtiment exposé aux tirs d’artillerie comme une analogie avec des rochers sur un astéroïde. «Nous demandons:« Quel est le plus grand cratère que vous puissiez créer sur ce mur avant que le mur ne se désintègre? En vous basant sur les observations de plusieurs murs de même taille, mais avec des cratères de tailles différentes, vous pouvez avoir une idée de la force de ce mur. “

Il en va de même pour un rocher sur un astéroïde ou un autre corps sans air, a déclaré Ballouz, qui a ajouté que l’approche pourrait être utilisée sur tout autre astéroïde ou corps sans air que les astronautes ou les vaisseaux spatiaux pourraient visiter à l’avenir.

«Si un rocher est touché par quelque chose de plus gros qu’un objet qui laisserait une certaine taille, il disparaîtrait simplement», a-t-il expliqué. En d’autres termes, la distribution de taille des rochers qui ont persisté sur Bennu sert de témoins silencieux de son passé géologique.

Un nouveau venu dans le voisinage de la Terre

En appliquant la technique à des rochers allant des cailloux aux garages de stationnement, les chercheurs ont pu faire des inférences sur les tailles et le type d’impacteurs auxquels les rochers étaient exposés, et pendant combien de temps.

Les auteurs concluent que les plus grands cratères sur les rochers de Bennu ont été créés alors que Bennu résidait dans la ceinture d’astéroïdes, où les vitesses d’impact sont plus faibles que dans l’environnement proche de la Terre, mais sont plus fréquentes et souvent proches de la limite de ce que les rochers pourraient supporter. De plus petits cratères, en revanche, ont été acquis plus récemment, à l’époque de Bennu dans l’espace proche de la Terre, où les vitesses d’impact sont plus élevées mais les impacteurs potentiellement perturbateurs sont beaucoup moins courants.

Sur la base de ces calculs, les auteurs déterminent que Bennu est un nouveau venu dans le voisinage de la Terre. Bien qu’on pense qu’il s’est formé dans la ceinture principale d’astéroïdes il y a plus de 100 millions d’années, on estime qu’il a été expulsé de la ceinture d’astéroïdes et a migré vers son territoire actuel il y a seulement 1,75 million d’années. En étendant les résultats à d’autres objets proches de la Terre, ou objets géocroiseurs, les chercheurs suggèrent également que ces objets proviennent probablement de corps parents appartenant à la catégorie des astéroïdes, qui sont pour la plupart rocheux avec peu ou pas de glace, plutôt que des comètes, qui en ont plus. la glace que la roche.

Alors que les modèles théoriques suggèrent que la ceinture d’astéroïdes est le réservoir des objets géocroiseurs, aucune preuve d’observation de leur provenance n’était disponible à part les météorites tombées sur Terre et collectées, a déclaré Ballouz. Avec ces données, les chercheurs peuvent valider leurs modèles d’où proviennent les objets géocroiseurs, selon Ballouz, et avoir une idée de la force et de la solidité de ces objets – des informations cruciales pour toute mission potentielle ciblant les astéroïdes à l’avenir pour la recherche, l’extraction de ressources ou protéger la Terre des chocs.