La roche la plus précieuse : ce que l'astéroïde Bennu a révélé sur la composition de l'Univers primordial
Les échantillons intacts de Bennu révèlent la présence de sels, d'acides aminés, de bases azotées, de sucres et de poussières présolaires. Ils permettent de reconstituer la chimie du jeune Système solaire et montrent comment les astéroïdes ont apporté sur Terre des ingrédients essentiels à l'apparition de la vie.
Plus précieuse encore que l'or, la poussière prélevée sur l'astéroïde Bennu renferme un trésor scientifique inestimable. Grâce à sa pureté exceptionnelle, elle a préservé intactes des informations vieilles de plusieurs milliards d'années. Il s'agit d'une véritable capsule temporelle remontant à la naissance du Système solaire.
Mais Bennu est aussi un NEO (Near-Earth Object), c'est-à-dire un objet géocroiseur, car son orbite s'approche de très près de celle de la Terre. À son périhélie, il est même plus proche du Soleil que notre planète.
Cet astéroïde met un an et 73 jours pour effectuer une révolution complète autour du Soleil. Tous les six ans, il passe au plus près de la Terre, à une distance d'environ 300 000 km, inférieure à celle qui nous sépare de la Lune. Les scientifiques estiment que la probabilité d'un impact lors de son approche de 2182 est de 0,037 %.
Comment OSIRIS-REx a prélevé des échantillons de Bennu
Bennu a été choisi comme cible de la mission OSIRIS-REx de la NASA.
La sonde a été lancée en 2016 avant de se placer en orbite autour de l'astéroïde en 2020 afin d'en réaliser une cartographie photographique détaillée.
Le prélèvement des échantillons a été effectué grâce à une technique appelée « touch-and-go » (« toucher et repartir »). Le 20 octobre 2020, la sonde s'est approchée de la surface de Bennu sans s'y poser. Elle a déployé un bras robotisé de 3,5 mètres équipé d'un dispositif qui a projeté un jet d'azote sous haute pression sur le sol. Ce souffle a soulevé de la poussière et de petits débris, qui ont ensuite été aspirés et collectés.
La mission a ainsi permis de récupérer 121 grammes de poussière et de fragments rocheux. Les échantillons ont été placés dans une capsule hermétique afin d'être ramenés sur Terre en 2023 sans aucune contamination.
Pourquoi avoir choisi Bennu ?
Trois raisons principales expliquent le choix de Bennu comme cible de la mission.
La deuxième raison tient à son orbite, qui l'amène régulièrement à proximité de la Terre. Cette caractéristique a rendu les trajets aller-retour de la sonde techniquement réalisables tout en limitant la quantité de carburant nécessaire à l'exploration et au prélèvement des échantillons.
La troisième raison tient à sa dangerosité. Bien que le risque demeure faible, Bennu est considéré comme l'un des astéroïdes géocroiseurs (NEO) présentant la plus forte probabilité d'impact avec la Terre. Mieux connaître sa structure, sa composition chimique et les effets du rayonnement solaire sur sa trajectoire est essentiel pour développer de futures stratégies de défense planétaire.
Ce que Bennu nous apprend
La valeur scientifique des échantillons prélevés repose avant tout sur leur exceptionnelle pureté. Contrairement aux météorites, qui sont contaminées après leur traversée de l'atmosphère terrestre et leur exposition à l'eau, à l'oxygène et aux micro-organismes, les fragments de Bennu ont été collectés et conservés dans des conditions strictement contrôlées, préservant ainsi leur état d'origine.
L'analyse des échantillons intacts a révélé la présence de substances formées dans des environnements très différents du Système solaire, aussi bien dans ses régions internes que dans ses régions externes. Les chercheurs y ont même identifié des grains plus anciens que le Système solaire lui-même : des poussières présolaires, produites par d'autres étoiles avant d'être incorporées au nuage primordial dont est né le Soleil.
La découverte la plus surprenante est toutefois la présence de composés issus de l'évaporation de solutions salines.
L'astéroïde à l'origine de Bennu contenait de la glace, qui a ensuite fondu sous l'effet de la chaleur produite par la désintégration d'éléments radioactifs présents en son sein. En circulant à travers les roches de l'astéroïde, cette eau liquide aurait donné naissance à des solutions salines. En s'évaporant, celles-ci ont laissé de minuscules dépôts cristallins, composés notamment de carbonates, de phosphates, de sulfates, de chlorures et de différents sels de sodium.
L'analyse de ces dépôts cristallins a révélé la présence de 33 acides aminés, dont 14 des 20 utilisés par les organismes terrestres pour fabriquer les protéines. Les chercheurs y ont également identifié les cinq bases azotées qui composent l'ADN et l'ARN, ainsi que de grandes quantités d'ammoniac et d'autres molécules riches en azote.
Les chercheurs ont également détecté du ribose et du glucose, respectivement le sucre qui constitue l'ossature de l'ARN et la molécule centrale du métabolisme des organismes terrestres. En revanche, aucun désoxyribose, le sucre qui entre dans la composition de l'ADN, n'a été mis en évidence.
Ces résultats montrent que des molécules complexes, véritables briques élémentaires du vivant, étaient déjà présentes dans les astéroïdes aux tout débuts du Système solaire. Elles auraient pu être transportées jusqu'à la Terre, enrichissant notre planète en composés chimiques qui ont ensuite favorisé l'émergence de la vie.
Toutes ces informations ont été obtenues à partir d'un peu plus de 100 grammes de poussière, sans doute la plus précieuse jamais rapportée sur Terre.