L’astéroïde Bennu, cible de la mission NASA OSIRIS-REx, se prend pour une comète

Si d’ordinaire les astéroïdes actifs sont identifiés par des pertes de masse plus importantes que celles à la surface de Bennu, cette découverte suggère qu'il existe un continuum dans la perte de masse des astéroïdes actifs ; même si l’origine exacte de cette activité n’est pas encore établie, la fracturation thermique, la déshydratation des minéraux phyllosilicatés et les impacts de micrométéorites sont les candidats les plus probables.

Les petits corps rocheux gravitant dans la ceinture d’astéroides entre Mars et Jupiter ou proches de l’orbite terrestre (appelés géocroiseurs) constituent des archives uniques de l’évolution de notre Système Solaire depuis sa naissance il y a 4,567 milliards d’années à son stade planétaire actuel. Dans le cadre du programme de la NASA New Frontiers d’exploration du système solaire, la mission spatiale OSIRIS-REx (Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, and Security–Regolith Explorer) a pour objectif de caractériser en détails les propriétés de l’astéroide géocroiseur (101955) Bennu de 500m de diamètre et de ramener sur Terre un échantillon de son sol pour fin 2023, Bennu étant considéré comme un des corps les plus primitifs du système solaire susceptibles de contenir des éléments volatiles et des molécules organiques.

Tout ayant été nominal pendant l’approche de l’astéroïde, des particules éjectées de la surface ont été observées après l’insertion de la sonde sur une orbite autour de Bennu et ont suscité une grande surprise au sein de l’équipe de la mission qui se réunissait à ce moment-là à Tucson dans l’Arizona en révélant, contre toute attente, que Bennu est un astéroïde actif. Depuis les années 2010, la découverte d’astéroïdes actifs dans la Ceinture des astéroïdes a changé notre perception de ces petits corps et suscite de nombreuses questions.

Les trois événements d'éjection étudiés dans l’article publié et survenus les 6 et 19 janvier et le 11 février 2019 ont révélés des tailles des particules comprises entre <1 et 10 cm de diamètre éjectées à des vitesses allant de ~ 0,05 à > 3 m.s–1. Ejectées l'après-midi, entre 15h00 et 18h00, heure solaire locale, depuis des zones n’ayant aucune particularité géologique évidente avec le reste de la surface, ces particules conduisent à la création d’un essaim de météores, toutefois pas suffisamment individualisé pour produire une pluie de météores sur Terre (voir Figure 1). D’ailleurs, certaines de ces particules ne s’échappent pas de Bennu et retombent sur celui-ci, ce qui pourrait produire l’éjection d’autres particules et fournirait une possible explication à quelques événements moins violent d’éjections observés sur le côté nocturne de l’astéroïde.

Même si l’origine exacte de cette activité n’est pas encore établie, la fracturation thermique, la déshydratation des minéraux phyllosilicatés de surface et les impacts de micrométéorites sont les candidats les plus probables.

Si d’ordinaire les astéroïdes actifs sont identifiés par des pertes de masse plus importantes que celles identifiées à la surface de Bennu, ces recherches suggèrent qu'il existe un continuum dans la perte de masse des astéroïdes actifs. Cette découverte est d’importance et aide à comprendre l'évolution des astéroïdes et leur possible érosion ainsi que l'origine des volatiles, tel que l'eau, sur Terre. Selon le mécanisme à l’origine de cette activité, elle pourrait alimenter l’idée d’un continuum entre les deux populations d’astéroïdes et de comètes, potentiellement lié à un mélange lors des mouvements à grande échelle survenus lors des phases précoces du Système Solaire.

Crédit photo : NASA/ Goddard / Université de l’Arizona/ Lockheed Martin

Référence
D. S. Lauretta and C. W. Hergenrother et al., Episodes of particle ejection from the surface of the active asteroid (101955) Bennu. Science. December 6th, 2019.

Contacts :

• Patrick Michel, directeur de recherche CNRS, UMR LAgrange (CNRS-UCA-OCA), michep@oca.eu ; Guy Libourel, professeur à l'Université Côte d'Azur, UMR Lagrange (CNRS-UCA-OCA) libou@oca.eu
• Patrick Michel et Guy Libourel remercient le CNES et les académies d’excellence « systèmes complexes » et « Espace, Environnement, risque et résilience » de l’IDEX UCA^JEDI d'Université Côte d’Azur pour le support financier.

Figure 1 : Diagramme schématique des modélisations d’orbites des particules éjectées lors de l’événement survenu le 19 Janvier 2019. Bennu est représenté en gros et son diameter est ~500 m. OSIRIS-REx est indiqué par le point marron, à ~2 km du centre de masse de Bennu ; le cone représente l’angle de vue. Les arcs bleus sont les trajectoires des particules s’interrompant ou finissant lorsqu’elles traversent une ombre. Le système de référence est indiquée en bas à droite : l’axe des x point vers le Soleil, l’axe des y pointe vers la direction de l’orbite de Bennu et l’axe des z pointe vers le Nord de Bennu.