La mission OSIRIS-REx aide à comprendre pourquoi certains astéroïdes sont si rocheux

La surface de certains astéroïdes est étonnamment rocheuse, comme celle de Bennu, qui a été touché par la mission OSIRIS-REx. Les scientifiques s’étaient attendus à voir dans les images de la sonde une surface semblable à une plage de sable, mais c’est une couche rocheuse qu’ils ont découverte. Dans une étude publiée dans Nature et relayée par la Nasa le 21 octobre 2021, des scientifiques ont tenté de comprendre l’origine de cette caractéristique déroutante.

Trouver une surface riche en sable fin et en galets aurait été idéal pour récupérer un échantillon. Heureusement, la mission OSIRIS-REx est tout de même parvenue à en obtenir un et fait actuellement route vers la Terre avec sa précieuse cargaison. D’après les observations réalisées au télescope en amont de la mission, on pouvait s’attendre à trouver de larges bandes, constituées de ce que la Nasa appelle des « régolithes fins », c’est-à-dire des grains d’une taille inférieure au centimètre. L’arrivée d’OSIRIS-REx autour de Bennu a forcé à revoir cette hypothèse. Mais le plus étrange est que les scientifiques ont ensuite trouvé des indices suggérant des processus capables de broyer la roche en régolithes fins.

Un lien avec la porosité des roches

Pour tenter de résoudre l’énigme, les auteurs de la nouvelle étude ont utilisé à la fois les données sur la température de surface de Bennu et de l’apprentissage automatique. Résultat : l’absence de régolithes fins sur l’astéroïde serait liée à « une corrélation inversée entre l’abondance locale de particules [de moins de 1 cm] et la porosité des roches sur Bennu ».

Bennu, vu par la sonde OSIRIS-REx.

Source : NASA/Goddard/University of Arizona

Pour arriver à cette conclusion, les scientifiques sont d’abord partis des premières images de Bennu qui avaient été envoyées, constatant que certaines ne permettaient pas de voir précisément si l’on était face à de petites roches ou des régolithes fins. « Nous avons commencé à utiliser notre approche d’apprentissage automatique pour distinguer le régolithe fin des roches en utilisant l’émission thermique (infrarouge) des données », résume le planétologue italien Saverio Cambioni de l’université de l’Arizona, cité par la Nasa et qui co-signe l’étude. Il se trouve que la température émise par les régolithes fins diffère de celle émise par les grosses roches (en raison de la taille des particules pour le régolithe fin, et de la porosité pour la roche).

« Les roches très poreuses sont comprimées plutôt que fragmentées »

En analysant 122 zones sur Bennu avec leur méthode, les scientifiques ont compris que les régolithes fins n’étaient pas distribués au hasard sur l’astéroïde. Leur abondance était plus marquée dans les rares zones où les roches n’étaient pas poreuses, et moindre là où les roches étaient davantage poreuses (ce qui constitue la majeure partie de la surface de Bennu). C’est ce qui leur a permis d’écrire dans Nature que « les roches très poreuses sont comprimées plutôt que fragmentées par les impacts de météorites ». Un peu comme des éponges, ces creux présents dans les roches amortissent l’impact des météorites, compare la Nasa. Les chercheurs en déduisent que « les couvertures de régolithes sont rares sur les astéroïdes carbonés, qui sont le type d’astéroïde en plus grand nombre ».

La perspective d’étudier un jour les échantillons de Bennu revenus sur Terre est prometteuse pour confirmer le contenu de ces travaux. Il sera alors possible de tester les propriétés physiques des roches de l’astéroïde. Ces objets sont considérés comme des vestiges de la formation du système solaire : comprendre leur évolution au cours du temps est crucial pour en retracer la formation.