Des astronomes découvrent que l’astéroïde Bennu ne correspond à aucune catégorie connue

L’astéroïde Bennu renferme en son sein une véritable capsule temporelle. Ses matériaux sont restés pratiquement inchangés depuis les origines du Système solaire et, aujourd’hui, grâce aux échantillons prélevés par la mission OSIRIS-REx de la NASA, les scientifiques ont pu reconstituer une partie de l’histoire de sa formation.

En septembre 2023, la capsule contenant les échantillons a atterri dans le désert de l’Utah. À l’intérieur se trouvaient environ 120 grammes de matériaux provenant de Bennu. Une petite partie, à peine un demi-gramme, a ensuite été remise à l’École polytechnique fédérale de Zurich (ETH Zurich), où une équipe dirigée par la géochimiste spécialiste des isotopes Maria Schönbächler a commencé à les étudier.

Les résultats viennent d’être publiés dans la revue Science Advances et apportent une nouvelle pièce au puzzle permettant de comprendre comment les planètes se sont formées.

Une signature chimique qui relie Bennu à d’autres corps célestes

Les chercheurs ont analysé les isotopes du fer, du titane et du chrome présents dans les échantillons. Ces atomes appartiennent aux mêmes éléments chimiques, mais présentent de légères différences de masse. Leur combinaison spécifique constitue une signature unique capable de révéler l’origine d’un corps céleste.

Les analyses ont montré que le titane et le fer sont répartis uniformément dans Bennu. Elles ont également révélé un lien inattendu.

L’astéroïde présente une signature isotopique remarquablement similaire à celle de Ryugu, un autre astéroïde primitif exploré par une mission spatiale japonaise, ainsi qu’à celle des météorites appelées chondrites CI, extrêmement anciennes et riches en carbone. On estime que ces trois corps célestes se sont formés à partir d’un même réservoir de poussières cosmiques.

Cependant, sa composition est nettement différente de celle des autres astéroïdes, groupes de météorites et planètes connus.

Bennu s’est formé à la rencontre de deux régions du Système solaire

Pendant des années, les scientifiques ont suggéré que Bennu et d’autres astéroïdes similaires auraient pu se former dans les régions externes du Système solaire, peut-être à proximité de la zone où les comètes sont apparues. Ils pensaient également que ces objets s’étaient formés relativement tardivement.

Les nouvelles découvertes suggèrent un scénario différent. L’hypothèse la plus probable situe la formation de Bennu, de Ryugu et des météorites CI à proximité de ce que l’on appelle la ligne des glaces de l’eau. Il s’agit d’une région du disque qui entourait le jeune Soleil, où l’eau pouvait passer de l’état de vapeur à celui de glace.

Il y a environ 4,5 milliards d’années, alors que le Système solaire était encore en formation, des matériaux provenant de ses régions internes et externes se sont mélangés dans cette zone. La glace pourrait également avoir joué un rôle essentiel, en agissant comme une sorte de colle permettant d’agglomérer les particules de poussière les plus fines.

« Bennu est un hybride », explique Schönbächler. Sa composition ne correspond totalement ni à celle du Système solaire interne ni à celle du Système solaire externe. Il présente au contraire des caractéristiques propres aux deux régions.

Le rôle inattendu de Jupiter

Les scientifiques suggèrent que Jupiter pourrait avoir joué un rôle déterminant dans ce processus. La géante gazeuse aurait commencé à se former peu après la naissance du Soleil, probablement au cours du premier million d’années.

Alors qu’un immense disque de gaz, de poussière et de glace entourait la jeune étoile, Jupiter s’est rapidement développée, agissant comme une sorte de barrière. La planète aurait pu bloquer le passage de nombreuses particules de grande taille, tandis que les plus petites parvenaient à la contourner et à se mélanger dans la région située à proximité de la ligne des glaces.

Ce mélange pourrait avoir donné naissance aux corps célestes qui sont finalement devenus Bennu, Ryugu et les météorites CI.

Ce scénario permet également d’expliquer pourquoi Bennu contient autant d’eau. Une partie de la glace présente dans cette région aurait pu se transformer en vapeur, puis se condenser à nouveau, tandis que l’influence de Jupiter aurait favorisé l’accumulation de fines particules de poussière.

Une fenêtre sur les origines de la Terre

Bennu est particulièrement précieux, car il préserve des matériaux restés pratiquement inchangés depuis la naissance du Système solaire. Sa composition pourrait offrir l’un des meilleurs aperçus disponibles du mélange originel d’éléments chimiques à partir duquel les planètes rocheuses se sont finalement formées.

Les chercheurs souhaitent désormais déterminer si d’autres astéroïdes partagent la même signature isotopique. Ils espèrent également établir avec davantage de précision dans quelle mesure la jeune Jupiter a influencé la sélection des particules qui ont fini par former ces corps célestes.

Les recherches sur Bennu touchent peut-être à leur fin, mais pour Schönbächler, un nouveau défi se profile déjà : obtenir des échantillons de Phobos, l’une des lunes de Mars, grâce à la mission japonaise MMX. Si tout se déroule comme prévu, la sonde sera lancée à la fin du mois d’octobre de cette année, et le retour des échantillons sur Terre est attendu en 2031.

Le laboratoire suisse devra encore patienter plusieurs années. Mais les matériaux de Bennu ont déjà permis d’établir une chose : pour comprendre comment notre voisinage cosmique s’est formé, il faut parfois examiner de très près les poussières piégées il y a 4,5 milliards d’années.