Six études tentent de percer les secrets de la planète naine Cérès

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La planète naine Cérès est le plus grand corps dans la ceinture d’astéroïdes entre Mars et Jupiter et, depuis début 2015, elle est visitée par la sonde Dawn.

Avant son arrivée, nous n’avions que quelques informations sur la planète naine provenant de télescopes terrestres et spatiaux, qui nous ont donné des aperçus aguichants d’un objet sombre et peut-être riche en eau.

Mais ça a changé, car la sonde spatiale Dawn a renvoyé pléthore de données qui ont encore du mal à tenir dans six nouveaux documents de recherche publiés cette semaine. Nous disposons maintenant d’une carte de Cérès qui révèle des minéraux inhabituels, une surface parsemée de cratères, de l’eau sous forme de glace et peut-être une atmosphère externe composée de vapeur.

Les données fournissent une carte géologique globale de l’astéroïde montrant que toute sa surface semble être recouverte de phyllosilicates, un important groupe de minéraux argileux. Deux argiles spécifiques sont identifiées : l’une qui est riche en magnésium et l’autre riche d’ammonium. Il semble y avoir peu ou pas de tendance dans la distribution des deux minéraux, ils sont tous deux présent presque partout. Cette omniprésence a son importance. Les minéraux ne peuvent avoir été formés lors d’un évènement local, comme un impact dans un cratère rempli de glace. Ils doivent avoir été produits par une altération planétaire, impliquant  probablement des volumes d’eau. Il est clair maintenant que Cérès ne renferme pas d’énormes quantités d’eau liquide. Mais de la glace d’eau a été détectée dans au moins un de ses cratères.

Comme  la température de Cérès est relativement “chaude”, entre –93 °C et -33 °C, la glace d’eau exposée à la surface, dans un environnement à basse pression, se convertirait rapidement en un gaz. Ainsi, les traces découvertes d’eau gelée suggèrent que de la glace souterraine a été récemment exposée à la surface et qu’il doit y avoir un mécanisme pour expliquer la façon dont cette dernière (la surface) a été perturbée. Certains chercheurs pensent que cela serait du cryovolcanisme, où des couches de glace du sous-sol mélangées à des minéraux remontent lentement à la surface par des fissures et des fractures, ou plus rapidement suite à un impact. Si les minéraux sont des chlorures, alors une saumure, à faible température, pourrait garder la couche du sous-sol mobile.

L’Ahuna Mons (ci-dessous) est la plus grande montagne sur Cérès, mais les chercheurs du Goddard Space Flight Centre de la NASA pensent que c’est un volcan de glace, aussi appelé cryovolcan.

Perspective en fausse couleur obtenue par la sonde Dawn. (NASA / JPL-Caltech / UCLA / MPS / DLR / IDA)Ahuna Mons-Ceres-Dawn16
Toujours l’Ahuna Mons, les fissures à son sommet suggèrent que la montagne a grandi par l’apport de glace d’eau poussé vers le haut, engendrant ce dôme. (Dawn Science Team and NASA/JPL-Caltech/GSFC)Ahuna Mons-Ceres-Dawn16-2montagneCeres-Dawn16

Avec la carte géologique de Cérès, nous avons aussi une image de sa géomorphologie globale (ses caractéristiques de surface). Elle montre que la surface de Cérès est parsemée de cratères d’impact, bien qu’ils ne soient pas répartis uniformément sur la surface. Il y a également trois types distincts de flux de minéraux à travers le paysage, produit par le mouvement de la glace mélangé à de la matière, des glissements de terrain ou des couches de particules éjectées après un impact dans la glace. La répartition des types d’écoulement varie selon la latitude et les chercheurs pensent que cela signifie que différentes couches à la surface de l’astéroïde contiennent différentes quantités de glace.

Le grand cratère Gaue sur Cérès en bas de cette image prise par Dawn. (NASA / JPL-Caltech / UCLA / MPS / DLR / IDA)
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L’un des plus remarquables résultats concerne la détection d’une explosion soudaine d’électrons de haute énergie sur une période d’environ une semaine, en juin 2015, coïncidant avec une tempête (de protons) solaire. Les chercheurs pensent que les protons envoyés par le soleil interagissent avec les particules dans la faible atmosphère de Cérès, créant une onde de choc qui a accéléré les électrons. Sur la base des observations du télescope spatial Hubble, la planète naine est censée avoir une mince exosphère (atmosphère extérieure) de vapeur d’eau. Les résultats de Dawn suggèrent que ce pourrait bien être le cas.

Ensemble, toutes ces nouvelles informations montrent que Cérès est un monde qui a été façonné par une série d’évènements, avec une solide croûte composée de magnésium, d’ammonium et de phyllosilicates recouvrant un intérieur de glace saumâtre et de minéraux hydratés. Des questions subsistent encore sur la variété des gisements minéraux, la profondeur de la couche de glace et de roche souterraine et, bien sûr, sur son potentiel à renfermer de la matière organique.

Il y a aussi assez d’incertitude dans les résultats pour motiver de futures recherches.

Les 6 études publiées dans Science :

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