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Cérès, qui le plus gros astéroïde situé dans la ceinture d’astéroïdes, contiendrait des matières organiques plus abondantes qu’on ne le pensait à l’origine. Ces résultats, publiés récemment dans Geophysical Research Letters, soulèvent des questions intrigantes sur la façon dont ces matières sont arrivés à la surface de Cérès, et les nouvelles méthodes utilisées pour cette étude, pourraient fournir un modèle pour interpréter les données pour de futures missions.

La distribution de la matière organique

« Ce document démontre que vous pouvez obtenir des résultats vraiment différents en fonction du type de matière organique que vous utilisez pour comparer et interpréter les données de Cérès », a déclaré Hannah Kaplan, chercheuse postdoctorale au Southwest Research Institute, qui a mené cette recherche tout en complétant son doctorat à Brown. « C’est important non seulement pour Cérès, mais aussi pour les missions qui vont bientôt explorer des astéroïdes qui peuvent aussi contenir des matières organiques. »

Les molécules organiques sont les éléments constitutifs chimiques de la vie. Leur détection sur Cérès ne signifie pas que la vie existe ou qu’elle a déjà existé; les processus non biologiques peuvent aussi donner naissance à des molécules organiques. Mais parce que la vie telle que nous la connaissons ne peut exister sans matière organique, les scientifiques s’intéressent à la façon dont elle est distribuée à travers le système solaire. La présence de matières organiques sur Cérès soulève des possibilités intrigantes, en particulier parce que la planète naine est également riche en glace d’eau, et l’eau est une autre composante nécessaire à la vie.

Une découverte faite par le vaisseau spatial Dawn

Cette découverte sur Cérès a été faite en utilisant un spectromètre Visible et Infrarouge (VIR) sur le vaisseau spatial Dawn, qui est entré en orbite autour de la planète naine en 2015. En analysant les modèles dans lesquels la lumière solaire interagit avec sa surface, quelles longueurs d’onde sont réfléchies et comment elles sont absorbées – les scientifiques peuvent ainsi avoir une idée des composés présents sur cette planète naine. L’instrument VIR a capté un signal cohérent avec des molécules organiques dans la région du cratère Ernutet sur l’hémisphère nord de Cérès.

Pour avoir une première idée de l’abondance de ces composés, l’équipe de recherche originale a comparé les données VIR de Cérès avec les spectres de réflectance en laboratoire des matériaux organiques formés sur Terre. Sur la base de cette norme, les chercheurs ont conclu qu’entre 6 et 10% de la signature spectrale qu’ils détectaient pouvait être expliquée par la matière organique.

Utiliser une nouvelle norme

Mais pour cette nouvelle recherche, Kaplan et ses collègues ont voulu réexaminer ces données en utilisant une norme différente. Au lieu de s’appuyer sur des roches terrestres pour interpréter les données, l’équipe s’est tournée vers une source extraterrestre: les météorites. Certaines météorites – des morceaux de chondrite carbonée qui sont tombés sur Terre après avoir été éjectés des astéroïdes primitifs – ont démontré qu’ils contenaient des matières organiques qui sont légèrement différentes de ce qui est communément trouvé sur notre propre planète, et le travail de Kaplan montre que la réflectance spectrale des matières organiques extraterrestres est distincte de celle des contreparties terrestres.

« Ce que nous trouvons est que si nous modélisons les données de Cérès en utilisant des substances organiques extraterrestres, qui peuvent être des analogues plus appropriés que celles trouvées sur Terre, alors nous avons besoin de beaucoup plus de matière organique sur Cérès pour expliquer la force de l’absorption spectrale se trouvant là », a déclaré Kaplan. « Nous estimons que 40 à 50% du signal spectral que nous voyons sur ce planétoïde est expliqué par des composés organiques, ce qui est une énorme différence par rapport aux 6 à 10% précédemment rapportés sur des composés organiques terrestres. »

L’impact d’une comète comme source de matière organique

Si la concentration de matières organiques sur Cérès est effectivement si élevée, cela soulève une foule de nouvelles questions sur la source de ces matériaux. Il y a deux possibilités concurrentes d’où ces matières peuvent provenir. Elles auraient pu être produites en interne, puis exposées à la surface, ou ils auraient pu être livrés à la surface par un impact d’une comète ou d’un astéroïde riche en matière organique.

Cette nouvelle étude suggère que si les matières organiques étaient livrées, alors les fortes concentrations des composés organiques seraient plus compatibles avec l’impact d’une comète, plutôt que d’un astéroïde. Les comètes sont connues pour avoir des matières organiques significativement plus élevées, par rapport aux astéroïdes primitifs, lesquelles sont potentiellement similaires de 40 à 50 pour cent pour certains endroits sur Cérès. Cependant, la chaleur d’un impact détruirait probablement une quantité substantielle de composés organiques d’une comète, donc si les grandes quantités de matières organiques de Cérès venant d’une comète pourraient être expliquées par un impact cométaire cela reste incertain, expliquent les chercheurs.

L’explication alternative, que les matières organiques se sont formées directement sur cette planète naine, soulève aussi des questions. La détection de composés organiques s’est jusqu’à présent limitée à de petites taches sur l’hémisphère Nord de Cérès. De telles concentrations dans des zones aussi petites nécessitent une explication.

Une meilleure compréhension de l’origine des composés organiques

« Si les matières organiques sont produites sur ce planétoïde, alors vous avez probablement besoin d’un mécanisme pour le concentrer dans ces endroits bien spécifiques ou au moins pour les préserver dans ces endroits », a déclaré Ralph Milliken, professeur agrégé au Département Terre, Environnement et Planétaire de Brown et un coauteur de l’étude. « Ce mécanisme n’est pas clair: Cérès est clairement un objet fascinant, et la compréhension de l’histoire et de l’origine des composés organiques dans ces endroits et ailleurs sur Cérès nécessitera probablement de futures missions qui pourront analyser ou retourner des échantillons. »

Pour l’instant, les chercheurs espèrent que cette étude sera utile pour éclairer les prochaines missions de retour d’échantillons d’astéroïdes géocroiseurs qui pourraient également contenir des minéraux et des composés organiques aquifères. Le vaisseau spatial japonais Hayabusa2 devrait arriver à l’astéroïde Ryugu dans plusieurs semaines, et la mission OSIRIS-REx de la NASA devrait atteindre l’astéroïde Bénou en août. Kaplan est actuellement membre de l’équipe scientifique de la mission OSIRIS-REx.

Un cadre pour mieux comprendre les astéroïdes 

« Je pense que le travail effectué dans cette étude, qui incluait de nouvelles mesures en laboratoire de composantes importantes de météorites primitives, peut fournir un cadre pour mieux interpréter les données des astéroïdes et établir des liens entre les observations spatiales et les échantillons de notre collection de météorites. », a-t-elle expliqué. « En tant que nouveau membre de l’équipe OSIRIS-REx, je suis particulièrement intéressé par la façon dont cela pourrait s’appliquer à notre mission. »

Car essentiellement l’objectif de cette mission est de ramener sur Terre des échantillons d’un astéroïde, pour mieux analyser leurs composants, mais surtout de mesurer l’effet Yarkovsky pour mieux déterminer la trajectoire de Cérès. D’où son importance pour de futures missions. Voici une vidéo qui explique l’effet Yarkovsky et pourquoi cet effet est important à déterminer, mais en résumé, cet effet permet de déterminer les risques de collision avec la Terre. Voici donc cette vidéo :

Source :  Brown University