Composition de l'astéroïde Phaéton | ScienceQuotidien

L'astéroïde Phaethon, qui mesure cinq kilomètres de diamètre, intrigue depuis longtemps les chercheurs. Une queue en forme de comète est visible pendant quelques jours lorsque l'astéroïde passe au plus près du Soleil au cours de son orbite.

Cependant, les queues des comètes sont généralement formées par la vaporisation de glace et de dioxyde de carbone, ce qui ne peut expliquer cette queue. La queue devrait déjà être visible à la distance de Jupiter au Soleil.

Lorsque la couche superficielle d’un astéroïde se brise, les graviers et la poussière détachés continuent de voyager sur la même orbite et donnent naissance à un amas d’étoiles filantes lorsqu’il rencontre la Terre. Phaéton provoque la pluie de météores des Géminides, qui apparaît également dans le ciel finlandais chaque année vers la mi-décembre. Du moins selon l'hypothèse dominante car c'est à ce moment-là que la Terre croise la trajectoire de l'astéroïde.

Jusqu'à présent, les théories sur ce qui se passe à la surface de Phaéton, près du Soleil, sont restées purement hypothétiques. Qu'est-ce qui sort de l'astéroïde ? Comment? La réponse à l’énigme a été trouvée en comprenant la composition de Phaéton.

Un groupe de météorites rare composé de six météorites connues

Dans une étude récente publiée dans la revue Nature Astronomy par des chercheurs de l'Université d'Helsinki, le spectre infrarouge de Phaethon précédemment mesuré par le télescope spatial Spitzer de la NASA est réanalysé et comparé aux spectres infrarouges de météorites mesurés en laboratoire.

Les chercheurs ont découvert que le spectre de Phaethon correspond exactement à un certain type de météorite, la chondrite carbonée CY. Il s’agit d’un type de météorite très rare, dont seuls six spécimens sont connus.

Les astéroïdes peuvent également être étudiés en récupérant des échantillons de l’espace, mais les météorites peuvent être étudiées sans missions spatiales coûteuses. Les astéroïdes Ryugu et Bennu, cibles des récentes missions de retour d'échantillons de la JAXA et de la NASA, appartiennent aux météorites CI et CM.

Les trois types de météorites proviennent de la naissance du système solaire et se ressemblent partiellement, mais seul le groupe CY présente des signes de séchage et de décomposition thermique dus à un réchauffement récent.

Les trois groupes montrent des signes d’un changement survenu au début de l’évolution du système solaire, où l’eau se combine avec d’autres molécules pour former des minéraux phyllosilicates et carbonatés. Cependant, les météorites de type CY diffèrent des autres en raison de leur teneur élevée en sulfure de fer, ce qui suggère leur propre origine.

Le spectre de Phaethon correspond au spectre des chondrites carbonées de CY

L'analyse du spectre infrarouge de Phaethon a montré que l'astéroïde était composé d'au moins de l'olivine, des carbonates, des sulfures de fer et des oxydes minéraux. Tous ces minéraux soutiennent la connexion avec les météorites CY, en particulier le sulfure de fer. Les carbonates suggèrent des changements dans la teneur en eau qui correspondent à la composition primitive, tandis que l'olivine est un produit de décomposition thermique de phyllosilicates à des températures extrêmes.

Au cours de la recherche, il a été possible de montrer grâce à la modélisation thermique quelles températures prévalent à la surface de l'astéroïde et à quel moment certains minéraux se décomposent et libèrent des gaz. Lorsque Phaéton passe à proximité du Soleil, sa température à sa surface s'élève à environ 800°C. Le groupe de météorites CY correspond bien à cela. À des températures similaires, les carbonates produisent du dioxyde de carbone, les phyllosilicates libèrent de la vapeur d'eau et des sulfures de soufre gazeux.

Selon l'étude, tous les minéraux identifiés sur Phaethon semblent correspondre aux minéraux des météorites de type CY. Les seules exceptions étaient les oxydes de portlandite et de brucite, qui n'ont pas été détectés dans les météorites. Cependant, ces minéraux peuvent se former lorsque les carbonates sont chauffés et détruits en présence de vapeur d'eau.

La queue et la pluie de météores obtiennent une explication

La composition et la température des astéroïdes expliquent la formation de gaz près du Soleil, mais expliquent-elles également la poussière et les graviers formant les météores Géminides ? L'astéroïde avait-il suffisamment de pression pour soulever la poussière et les roches de la surface de l'astéroïde ?

Les chercheurs ont utilisé des données expérimentales d'autres études en conjonction avec leurs modèles thermiques et, sur cette base, il a été estimé que lorsque l'astéroïde passe au plus près du Soleil, du gaz est libéré de la structure minérale de l'astéroïde, ce qui peut provoquer la formation de la roche. tomber en panne. De plus, la pression produite par le dioxyde de carbone et la vapeur d’eau est suffisamment élevée pour soulever les petites particules de poussière de la surface de l’astéroïde.

“L'émission de sodium peut expliquer la faible queue que nous observons près du Soleil, et la décomposition thermique peut expliquer comment la poussière et le gravier sont libérés par Phaethon”, explique l'auteur principal de l'étude, le chercheur postdoctoral Eric MacLennan de l'Université d'Helsinki.

“C'était formidable de voir comment chacun des minéraux découverts semblait se mettre en place et expliquer également le comportement de l'astéroïde”, résume le professeur associé Mikael Granvik de l'Université d'Helsinki.