Une analyse suisse de la poussière de Bennu revoit l’histoire des origines de l’astéroïde

Un demi-gramme de poussière d’astéroïde pousse les scientifiques à revoir l’histoire des origines de Bennu. Des chercheurs de l’EPFZ ont analysé une partie du matériau rapporté de Bennu par la NASA et trouvé des indices chimiques qui indiquent un lieu de formation proche de la limite de la glace d’eau du jeune système solaire. Ce résultat remet en question l’idée longtemps admise selon laquelle Bennu se serait formé tardivement et loin du Soleil, dans la région froide extérieure associée à l’origine des comètes.

La sonde OSIRIS-REx de la NASA a rapporté 120 grammes de roche et de poussière de Bennu sur Terre en 2023. Le laboratoire de Maria Schönbächler, professeure à l’EPFZ, a reçu 0,5 gramme, une petite fraction qui a livré des informations sur les conditions qui prévalaient au moment où les planètes commençaient à se former.

Les résultats, publiés dans Science Advances, portent sur les signatures isotopiques et chimiques du fer, du titane et du chrome. Ces éléments conservent des indices sur l’environnement dans lequel le matériau de Bennu s’est agrégé. Cette recherche donne à la science planétaire suisse un rôle direct dans l’interprétation de l’un des retours d’échantillons extraterrestres les plus importants de ces dernières décennies, et ajoute un nouveau chapitre à l’histoire d’un petit astéroïde susceptible de préserver des matériaux datant des premiers temps du système solaire.

Bennu s’est probablement formé il y a environ 4,5 milliards d’années dans une zone de transition, près de la limite de la glace d’eau. Cette limite marquait un changement majeur dans le jeune disque solaire. Au-delà, les températures étaient assez basses pour que l’eau gèle et fasse partie des matériaux solides disponibles pour la croissance des corps planétaires. L’emplacement influençait les minéraux et les composés qui pouvaient subsister et s’assembler.

Les modèles précédents situaient le lieu de naissance de Bennu beaucoup plus loin, près de la bordure glacée du système solaire. Cette interprétation concordait avec l’abondance d’eau et de matière organique de l’astéroïde. L’analyse de l’EPFZ indique une histoire plus complexe. Les signaux chimiques du fer, du titane et du chrome suggèrent que le matériau constituant Bennu pourrait s’être agrégé dans une région où des poussières issues de différentes parties du jeune disque se sont rejointes.

Ce résultat ne décrit pas Bennu comme un fragment simple et intact provenant d’un seul endroit. Il suggère que l’astéroïde conserve la trace des déplacements et des mélanges survenus pendant la formation du système solaire. Les scientifiques peuvent s’appuyer sur cette trace pour tester des modèles expliquant comment la poussière a formé des corps plus grands, comment l’eau a intégré les matériaux constitutifs des planètes et comment le jeune disque a réparti les éléments dans l’espace.

Jupiter a peut-être joué un rôle de gardien dans le jeune système solaire. Les chercheurs de l’EPFZ avancent que la géante gazeuse s’est formée très tôt et a empêché les matériaux plus grossiers et de plus grande taille de circuler librement dans le disque solaire. La poussière fine, en revanche, a pu continuer à se déplacer depuis différentes régions et s’accumuler dans une zone de transition autour de l’orbite de Jupiter.

Ce processus pourrait expliquer le mélange des ingrédients de Bennu. Des poussières ayant des histoires chimiques différentes ont pu se combiner avant de s’accumuler plus tard pour former des corps plus grands, notamment les précurseurs de Bennu. Cette explication attribue à Jupiter un rôle planétaire plus large que celui d’une géante située au loin. Sa croissance précoce a peut-être contribué à organiser la répartition des matériaux à partir desquels le système solaire intérieur et extérieur s’est développé.

Cette hypothèse aide également à expliquer pourquoi un astéroïde riche en eau et contenant de la matière organique peut présenter des signatures chimiques associées à un environnement de formation différent de celui que les scientifiques supposaient auparavant. La composition de Bennu témoigne autant des déplacements de la poussière que des conditions régnant en un lieu de naissance donné. Il faudra étudier davantage le matériau OSIRIS-REx restant pour vérifier dans quelle mesure ce modèle de mélange s’applique aux échantillons de Bennu et à d’autres corps primitifs.

L’eau et la matière organique de Bennu relient les mesures d’un laboratoire suisse aux premiers ingrédients de la Terre. L’astéroïde en est riche, ce qui rend les échantillons rapportés précieux pour les chercheurs qui étudient comment les jeunes planètes ont acquis des composés volatils et des matières carbonées. Les travaux de l’EPFZ ne démontrent pas que Bennu a apporté la vie sur Terre. Ils aident à déterminer dans quels environnements certains des éléments constitutifs pertinents se sont formés et ont voyagé.

Pour les scientifiques spécialisés dans les planètes, l’importance de l’échantillon tient aux informations matérielles qu’il conserve. Les télescopes permettent d’observer un astéroïde à distance, mais les instruments de laboratoire peuvent examiner sa chimie avec une bien plus grande précision. L’échantillon de 0,5 gramme étudié à Zurich contient des indices qui peuvent être comparés à ceux des météorites, d’autres astéroïdes et des modèles du disque solaire.

Ces résultats soulignent également la valeur des missions spatiales internationales pour la recherche suisse. La NASA a collecté et rapporté le matériau, tandis que des scientifiques de l’EPFZ ont contribué à interpréter ce qu’il révèle sur les origines des planètes. À mesure qu’ils examineront une plus grande partie des 120 grammes rapportés en 2023, les chercheurs pourront affiner leur compréhension de la formation de Bennu, du rôle de Jupiter et des voies par lesquelles l’eau et les composés organiques ont circulé dans le jeune système solaire.