L’analyse des particules de l’astéroïde Ryugu donne des résultats surprenants


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  • En décembre 2020, une petite capsule d’atterrissage a amené sur Terre des particules de roche de l’astéroïde Ryugu – un matériau des débuts de notre système solaire. La sonde spatiale japonaise Hayabusa 2 avait collecté les échantillons. Le géoscientifique professeur Frank Brenker et son équipe de l’Université Goethe de Francfort ont été parmi les premiers chercheurs du monde entier autorisés à « faire la lumière » sur ces échantillons scientifiquement précieux. Dans le processus, ils ont découvert des zones avec une accumulation massive de terres rares et des structures inattendues. Dans le cadre d’une collaboration de recherche internationale, ils en ont rendu compte dans la revue scientifique La science.

    Frank Brenker et son équipe sont les leaders mondiaux d’une méthode qui permet d’analyser la composition chimique des matériaux de manière tridimensionnelle et entièrement non destructive et sans préparation d’échantillon compliquée, mais avec une résolution inférieure à 100 nanomètres. La résolution exprime la plus petite différence perceptible entre deux valeurs mesurées. Le nom complet de la méthode est « Tomodensitométrie par fluorescence X induite par rayonnement synchrotron », en abrégé SR-XRF-CT.

    Le Japon avait choisi Ryugu (en anglais : Dragon’s Palace) comme destination de la sonde car il s’agit d’un astéroïde qui, de par sa forte teneur en carbone, promettait de livrer des informations particulièrement complètes sur l’origine de la vie dans notre système solaire. Les analyses menées sur 16 particules par les chercheurs en collaboration avec les scientifiques de Francfort ont maintenant montré que le Ryugu est composé de matériau de type CI. Celles-ci sont très similaires au Soleil en termes de composition chimique. Jusqu’à présent, le matériau CI n’a été que rarement trouvé sur Terre – un matériau dont on ne savait pas dans quelle mesure il avait été altéré ou contaminé lors de son entrée dans l’atmosphère terrestre ou lors de son impact avec notre planète. De plus, l’analyse confirme l’hypothèse selon laquelle Ryugu provient d’un astéroïde parent qui s’est formé dans la nébuleuse solaire externe.

    Jusqu’à présent, les scientifiques avaient supposé qu’il n’y avait pratiquement aucun transport de matière à l’intérieur de l’astéroïde en raison des basses températures lors de la formation du matériau CI dans les premiers jours du système solaire et donc pratiquement aucune possibilité d’accumulation massive d’éléments. Au moyen de SR-XRF-CT, cependant, les chercheurs de Francfort ont trouvé une fine veine de magnétite – un minéral d’oxyde de fer – et d’hydroxyapatite, un minéral de phosphate, dans l’un des grains de l’astéroïde. D’autres groupes de scientifiques ont établi que la structure et d’autres régions de magnétite-hydroxyapatite dans les échantillons de Ryugu devaient s’être formées à une température étonnamment basse inférieure à 40 °C. Cette constatation est fondamentale pour interpréter la quasi-totalité des résultats que l’analyse des échantillons de Ryugu a générés et générera à l’avenir.

    Dans les zones des échantillons contenant de l’hydroxyapatite, l’équipe de Frank Brenker a également détecté des métaux de terres rares – un groupe d’éléments chimiques indispensables aujourd’hui pour les alliages et la verrerie pour les applications de haute technologie, entre autres. « Les terres rares se produisent dans l’hydroxyapatite de l’astéroïde à des concentrations 100 fois plus élevées qu’ailleurs dans le système solaire », explique Brenker. De plus, dit-il, tous les éléments des métaux des terres rares se sont accumulés dans le minéral phosphaté au même degré, ce qui est également inhabituel. Brenker est convaincu : « Cette répartition égale des terres rares est une indication supplémentaire que Ryugu est un astéroïde très vierge qui représente les débuts de notre système solaire. »

    Il n’est en aucun cas évident que des chercheurs de l’Université Goethe de Francfort aient été autorisés à examiner des échantillons de la mission Hayabusa 2 : après tout, le Japon a entrepris seul cette mission spatiale et, selon des informations de 2010, a levé 123 millions d’euros pour cela. Elle veut donc aussi récolter une grande partie de la moisson scientifique. Mais finalement, le Japon n’a pas voulu renoncer à l’expertise des spécialistes allemands du SR-XRF-CT.

    Source de l’histoire :

    Matériaux fourni par Université Goethe de Francfort. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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