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Ciel des Hommes

En route vers les astéroïdes géants !

traduction de Didier Jamet

paru le 18 juin 2007

La ceinture d’astéroïdes, entre Mars et Jupiter, est un peu le vieux grenier encombré du système solaire. Les objets poussiéreux et oubliés qu’on y trouve sont des reliques de temps très anciens, chaque astéroïde ayant sa propre version à raconter au sujet des débuts du système solaire. Et ces vieilles histoires, les planétologues aimeraient beaucoup les entendre.

On connaît encore très peu de choses du passé lointain de notre système solaire. L’essentiel tient à ce que vous avez certainement appris à l’école : un vaste disque de gaz et de poussières centré sur le Soleil a vu ses morceaux grossir peu à peu, lesquels ont fini par former les planètes que nous connaissons aujourd’hui. Mais quant à savoir exactement comment ça s’est passé, et pourquoi ce processus a formé le type de mondes qu’il a formé, dont une petite planète bleue idéale pour la vie, ça, personne ne le sait.

C’est afin de tenter de répondre à ces questions que la Nasa lancera sous peu une sonde spatiale nommée Dawn. Sa mission : survoler deux astéroïdes géants, Cérès et Vesta, et les explorer de près pour la toute première fois. Le décollage est prévu en juillet 2007.

La première étape de Dawn sera Vesta, un astéroïde qui pourrait peut-être constituer un indice du rôle d’antiques supernovae dans la naissance du système solaire.

Les observations au télescope de Vesta, jointes à l’étude des météorites qu’on pense lui être associées, suggèrent l’idée selon laquelle l’astéroïde aurait pu être partiellement fondu dès son plus jeune âge, permettant aux éléments lourds comme le fer de " couler " vers le coeur de l’astéroïde et d’y former un dense noyau entouré d’une croûte plus légère.

" C’est une idée intéressante, mais un peu dérangeante " considère Chris Russell, Investigateur principal de la mission Dawn à UCLA. Pour fondre, un astéroïde a besoin d’une source de chaleur, comme par exemple l’énergie gravitationnelle libérée quand des matériaux entrent en collision pour former un astéroïde. Mais Vesta est un petit monde. " Trop petit " insiste Russell. 530 km de diamètre en moyenne. " Il n’y aurait pas eu assez d’énergie gravitationnelle pour faire fondre cet astéroïde lorsqu’il s’est formé. "

Une supernova ou deux pourraient fournir une explication. Certains chercheurs pensent que lorsque Vesta s’est formé, il a été épicé par de l’aluminium 26 et du fer 60 peut-être créés dans 2 supernovae ayant explosé à l’époque de la formation du système solaire. Ces formes de fer et d’aluminium sont des isotopes radioactifs qui auraient pu fournir la chaleur suffisante à la mise en fusion de Vesta. Une fois ces isotopes ayant perdu leur radioactivité, l’astéroïde se serait refroidi avant de solidifier.

Cette hypothèse permettrait d’expliquer pourquoi la surface de Vesta semble porter les traces d’anciens écoulements de flots de lave basaltique, tout comme la Terre et la Lune. Les supernovae auraient également modifié la séquence des évènements nécessaires à la formations des planètes.

" Quand j’étais étudiant, la pensée dominante était que la Terre s’était constituée, avait chauffé, et que le fer était descendu au centre tandis que les silicates avaient surnagé, menant à la formation d’un noyau " rappelle Russell. Cette conception suppose que les petits planétoïdes qui entrèrent en collision et fusionnèrent pour former la Terre étaient des masses amorphes qui n’avaient pas encore formé leurs propres noyaux métalliques. Mais si des tas des rochers de la taille de Vesta avaient pu fondre et former des noyaux denses, " cela aurait affecté la façon dont les planètes et leurs noyaux ont cru et évolué. "

Si tout se déroule comme prévu, Dawn se satelliserait autour de Vesta en octobre 2011. Des images détaillées de la surface de Vesta révèleront les traces de son passé fusionnel, tandis que les spectromètres dresseront l’inventaire des minéraux qui constituent sa surface. Le champ gravitationnel de Vesta sera soigneusement mesuré grâce à l’influence qu’il aura sur l’orbite de la sonde Dawn. Cet ensemble de mesures devrait établir une fois pour toutes si Vesta possède bien un coeur de fer.

Vers Cérès en avant toute !

Après avoir passé 7 mois en orbite autour de Vesta, Dawn entamera une manoeuvre encore jamais tentée dans l’histoire de la navigation spatiale : quitter l’orbite d’un lointain corps céleste, puis rejoindre celle d’un autre.

Ce genre de jeu de " saute-astéroïde " serait à peu près inenvisageable si Dawn utilisait des moteurs fusées traditionnels. " Rien que pour transporter le carburant, il nous faudrait utiliser un des plus gros lanceurs actuellement en service aux Etats-Unis " résume marc Rayman, responsable système de la mission Dawn au JPL. Au lieu de quoi, Dawn utilisera la propulsion ionique, laquelle ne requiert qu’un dixième de la masse de carburant nécessaire à un moteur chimique. Les propulseurs ioniques de Dawn ont déjà fait leurs preuves à bord d’un vaisseau expérimental précédent, Deep Space 1, qui faisait partie du programme " New Millenium " de la NASA.

Les moteurs ioniques à l’excellent rendement énergétique de Dawn propulseront la sonde depuis Vesta, et lui permettront d’atteindre Cérès en février 2015.

Mesurant 950 km de diamètre, Cérès est de loin le membre le plus massif de la ceinture d’astéroïdes. Il est à noter que ce n’est pas un monde à la surface rocheuse, comme Vesta, mais qu’il est couvert de glace d’eau. " Cérès va probablement être une surprise pour nous " confie Russell. Du fait qu’elle semble recouverte d’une couche de glace de 60 à 120 km d’épaisseur, la surface de Cérès a probablement évolué beaucoup plus significativement que celle de Vesta, brouillant les pistes au sujet de sa prime jeunesse. Mais tandis que Cérès n’offrira peut-être pas une fenêtre aussi grande sur la formation des planètes, il pourrait en apprendre beaucoup aux scientifiques sur le rôle que l’eau a joué dans l’évolution planétaire jusqu’à présent. Par exemple, pourquoi certains mondes comme Cérès et la Terre peuvent retenir de vastes quantités d’eau alors que d’autres, comme Vesta, sont arides ?

" Vesta nous en dira plus à propos des époques les plus reculées, tandis que Cérès nous révèlera ce qui se passe plus tard " résume Russel. Ensemble, il y a fort à parier qu’ils nous livreront deux histoires parfaitement inédites sur le passé de notre système solaire, ainsi que des leçons encore inconnues sur la manière dont les planètes vinrent au jour.

 

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Version française de Science@NASA
Auteur original : Patrick L. Barry
Crédit : NASA Science

Vue d'artiste de ce qu'a pu être la nébuleuse protosolaire qui a donné naissance à notre étoile et à son cortège de planètes
Crédit : William K. Hartmann

 

L'astéroïde Vesta vu par Hubble
Crédit : Ben Zellner (Georgia Southern University), Peter Thomas (Cornell University) and NASA

 

Cérès vu par Hubble
Crédit : NASA, ESA, J. Parker (Southwest Research Institute), P. Thomas (Cornell University), L. McFadden (University of Maryland, Colleg

 

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