Comment les dangers spatiaux ont-ils affecté l’astéroïde Ryugu ?

Un astéroïde qui erre dans l’espace depuis des milliards d’années serait bombardé par tout, des roches aux radiations. Des milliards d’années de voyages spatiaux interplanétaires augmentent les risques de collision avec quelque chose dans le vaste vide, et au moins un de ces impacts était suffisamment puissant pour laisser l’astéroïde Ryugu changé à jamais.

Lorsque le vaisseau spatial Hayabusa2 de la JAXA a atterri sur Ryugu, il a collecté des échantillons de la surface qui ont révélé que les particules de magnétite (qui sont normalement magnétiques) dans les débris de l’astéroïde étaient dépourvues de magnétisme. Aujourd’hui, une équipe de chercheurs de l’Université d’Hokkaido et de plusieurs autres institutions japonaises propose une explication sur la façon dont ce matériau a perdu la plupart de ses propriétés magnétiques. Leur analyse a montré que cela était dû à l’impact d’au moins une micrométéorite à grande vitesse, qui a détruit la composition chimique de la magnétite, la rendant ainsi non magnétique.

« Nous pensions qu’une pseudo-magnétite avait été créée [as] Les chercheurs, dirigés par Yuki Kimura, professeur à l’Université d’Hokkaido, ont déclaré dans une étude récemment publiée dans la revue Nature Communications que la cause de l’altération spatiale est l’impact des micrométéorites.

ce qui reste…

Ryugu est un corps relativement petit sans atmosphère, ce qui le rend plus vulnérable aux intempéries spatiales, c’est-à-dire à l’altération par les micrométéorites et les vents solaires. Comprendre l’altération spatiale peut en réalité nous aider à comprendre l’évolution des astéroïdes et du système solaire. Le problème est que la plupart de nos informations sur les astéroïdes proviennent de météorites qui tombent sur Terre, et la majorité de ces météorites sont des morceaux de roche provenant de l’intérieur de l’astéroïde, elles n’ont donc pas été exposées à l’environnement hostile de l’espace interplanétaire. Ils peuvent également changer à mesure qu’ils descendent dans l’atmosphère ou à la suite de processus physiques à la surface. Plus la recherche d’une météorite prend du temps, plus les informations risquent d’être perdues.

Ryugu faisait auparavant partie d’un corps beaucoup plus grand, un astéroïde de type C ou carboné, ce qui signifie qu’il était composé principalement d’argile et de roches silicatées. Ces minéraux nécessitent généralement de l’eau pour se former, mais leur présence s’explique par l’histoire de Ryugu. On pense que l’astéroïde lui-même est né de débris après que son corps d’origine ait été brisé en morceaux lors d’une collision. Le corps d’origine était également recouvert de glace d’eau, ce qui explique la magnétite, les carbonates et les silicates trouvés à Ryugu – ils ont besoin d’eau pour se former.

La magnétite est un minéral paramagnétique (contenant du fer et magnétique). Il est présent dans tous les astéroïdes de type C et peut être utilisé pour déterminer leur magnétisation rémanente ou résiduelle. La magnétisation permanente d’un astéroïde peut révéler l’intensité du champ magnétique au moment et au lieu de formation de la magnétite.

Kimura et son équipe ont pu mesurer l’aimantation permanente de deux fragments de magnétite (appelés framboids en raison de leur forme particulière) de l’échantillon de Ryugu. C’est la preuve de la présence d’un champ magnétique dans la nébuleuse dans laquelle notre système solaire s’est formé, et montre la force de ce champ magnétique au moment de la formation de la magnétite.

Cependant, trois autres fragments de magnétite n’étaient pas du tout magnétisés. C’est là que l’altération spatiale entre en jeu.

…et ce qui a été perdu

Grâce à l’holographie électronique, réalisée à l’aide d’un microscope électronique à transmission qui envoie des ondes électroniques de haute énergie à travers un échantillon, les chercheurs ont découvert que les trois cadres en question ne contenaient pas de structures chimiques magnétiques. Cela la rendait radicalement différente de la magnétite.

Une analyse plus approfondie à l’aide d’un microscope électronique à balayage a montré que les particules de magnétite étaient principalement constituées d’oxydes de fer, mais qu’il y avait moins d’oxygène dans les particules qui avaient perdu leur magnétisme, ce qui indique que le matériau avait subi une réduction chimique, à mesure que des électrons étaient donnés au système. . . La perte d’oxygène (et de fer oxydé) explique la perte de magnétisme, qui dépend de l’organisation des électrons dans la magnétite. C’est pourquoi Kimura l’appelle « fausse magnétite ».

Mais qu’est-ce qui a causé la réduction qui a conduit à la démagnétisation de la magnétite en premier lieu ? Kimura et son équipe ont découvert plus d’une centaine de molécules de fer métallique dans la partie de l’échantillon d’où provenaient les cadres démagnétisés. Si une météorite d’une certaine taille avait frappé cette région de Ryugu, elle aurait produit à peu près autant de particules de fer provenant de framboids de magnétite. Les chercheurs pensent que cet objet mystérieux était plutôt petit ou qu’il se déplaçait incroyablement vite.

« À mesure que la vitesse d’impact augmente, la taille estimée du projectile diminue », ont-ils déclaré dans la même étude.

La pseudo-magnétite peut ressembler à un charlatan, mais elle aidera en réalité les enquêtes à venir visant à en savoir plus sur ce qu’était le système solaire primitif. Sa présence indique la présence antérieure d’eau sur l’astéroïde, ainsi que l’altération spatiale, telle qu’un bombardement de micrométéorites, qui a affecté la formation de l’astéroïde. L’ampleur de la perte de magnétisme affecte également la capacité de survie globale de l’astéroïde. La permanence est importante pour déterminer le magnétisme d’un objet et l’intensité du champ magnétique qui l’entoure lors de sa formation. Ce que nous savons sur le champ magnétique du système solaire primitif a été reconstitué à partir d’enregistrements de survie, dont une grande partie provient de la magnétite.

Certaines des propriétés magnétiques de ces particules ont peut-être été perdues il y a des lustres, mais ce qui reste peut apporter beaucoup à l’avenir.

Communications sur la nature, 2024. DOI : 10.1038/s41467-024-47798-0