Un échantillon de l’astéroïde Bennu asteroid révèle comment l’eau y a circulé lors de sa formation

Un fragment céleste sous l’œil des astronomes

En septembre 2023, la mission OSIRIS-REx de la NASA rapportait sur Terre un précieux chargement céleste. Il s’agissait du troisième échantillon de roche astéroïdale jamais ramené sur notre planète. Ce fragment provient de Bennu, un objet géocroiseur d’environ 500 mètres d’envergure, déjà réputé auprès des spécialistes pour sa forte concentration en carbone.

Une équipe d’astronomes américains vient de réaliser l’une des analyses les plus approfondies à ce jour de ce prélèvement spatial. L’objectif premier est de rassembler de nouveaux indices sur les tout premiers instants de l’histoire du système solaire, à une époque où des astéroïdes tels que Bennu commençaient tout juste à s’agréger.

Les résultats de cette étude, publiés dans la célèbre revue scientifique PNAS, dévoilent des mécanismes inattendus. Les travaux, dirigés par Mehmet Yesiltas à l’Université de Stony Brook, démontrent avec une netteté inédite la manière dont l’eau et les matériaux organiques ont interagi durant ces phases originelles de notre voisinage cosmique.

Une plongée inédite à l’échelle nanométrique

En géologie terrestre, les découvertes majeures découlent souvent de l’observation de variations subtiles dans la composition chimique des matériaux. Ces différences fondamentales ne sont la plupart du temps visibles qu’à des échelles extrêmement réduites. Jusqu’à cette publication, la matière issue de Bennu n’avait pas encore pu être étudiée avec un tel niveau de précision.

Pour franchir ce cap, l’équipe de Mehmet Yesiltas a déployé un éventail de techniques d’analyse de pointe. Les scientifiques ont pu sonder ces infimes variations de la roche jusqu’à une échelle de 20 nanomètres. Pour mieux se représenter cette dimension à l’échelle humaine, cela correspond approximativement à la taille d’une seule grande molécule.

Afin de cartographier l’échantillon, les astronomes ont croisé les données obtenues par la spectroscopie infrarouge et la spectroscopie Raman. Leurs instruments optiques ont révélé que la composition n’est pas répartie de manière uniforme sur le fragment, ce qui modifie profondément la compréhension de cette architecture minérale.

Trois domaines chimiques strictement séparés

L’observation minutieuse met en évidence que la matière de l’astéroïde est scindée en trois domaines chimiques bien distincts. Fait notable pour les astronomes, ces zones présentent très peu de chevauchements entre elles. Le premier de ces domaines regroupe des régions riches en composés aliphatiques, dominées par des hydrocarbures dont la structure s’organise en chaînes ouvertes.

Le deuxième domaine chimique formellement identifié se caractérise par sa très forte concentration en carbonates. Ces secteurs spécifiques sont composés de minéraux inorganiques renfermant d’importantes quantités de calcium et de magnésium, des éléments clés pour la suite des analyses.

Le troisième domaine abrite des zones riches en matières organiques porteuses d’azote. On y débusque une classe particulière de molécules organiques complexes. Selon le rapport de l’étude, ces composés azotés proviennent soit de matériaux plus anciens ayant participé à la construction de l’astéroïde, soit de modifications chimiques engendrées lors d’interactions directes entre la roche et des fluides.

La trace sinueuse des anciens canaux d’eau

La séparation très nette entre ces trois zones offre aux chercheurs des pistes fondamentales concernant la formation même de Bennu. Cette configuration stricte prouve que l’eau n’a pas altéré la roche de manière globale ou homogène. En réalité, le liquide a circulé à travers l’astéroïde naissant en empruntant des canaux particulièrement restreints.

La répartition spécifique des composés organosulfurés fournit une preuve déterminante à ce phénomène d’altération localisée. Ces éléments se limitent presque exclusivement aux régions riches en carbonates, suggérant ainsi que les minéraux carbonatés ont précipité directement à partir de fluides fortement chargés en eau.

À l’opposé, la littérature scientifique indique que les composés aliphatiques et les molécules organiques porteuses d’azote demeurent très vulnérables lorsqu’ils sont exposés à un environnement liquide. Leur excellente conservation dans le prélèvement implique que les régions qui les abritent sont restées relativement sèches durant les étapes décisives de l’évolution de la roche dans l’espace.

Vers une reconstitution globale des origines planétaires

La coexistence au sein d’un même espace de ces domaines chimiques si tranchés révèle que la circulation de l’eau a transformé certaines parties, tout en préservant soigneusement les composés les plus fragiles situés à proximité. Cette découverte géochimique marque une étape majeure pour comprendre la lente genèse des astéroïdes autour du soleil balbutiant.

Les chercheurs impliqués ne comptent pas clore le dossier à cette première étape. Ils envisagent d’approfondir leurs travaux et de confronter prochainement leurs données avec les prélèvements de l’astéroïde Ryugu. Ces échantillons spatiaux avaient été préalablement rapportés sur Terre dans le cadre de la mission japonaise Hayabusa2.

Grâce à ces futures études comparatives, la communauté des astronomes espère reconstruire la chronologie de Bennu avec un niveau de détail encore supérieur. À terme, cette démarche minutieuse pourrait livrer des perspectives rafraîchies sur les processus géologiques qui ont façonné le système solaire primitif, sans oublier les mécanismes à l’origine de notre propre planète.

Selon la source : phys.org