L’atterrissage de la sonde japonaise Hayabusa 2 sur l’astéroïde Ryugu révèle en détail sa surface et son périple dans l’espace

Il y a un peu plus d’un an, fin février 2019, l’Agence japonaise d’exploration aérospatiale (JAXA) a réalisé un exploit étonnant. Elle a fait descendre la sonde Hayabusa 2 à la surface de l’astéroïde Ryugu pour y prélever un échantillon, puis elle est retournée en orbite après avoir rebondi sur sa surface.

Image d’entête : la surface de Ryugu alors que la sonde Hayabusa 2 réalisait son premier “Touchdown”. (JAXA)

Alors qu’Hayabusa2 repartait, ses caméras ont capté un événement particulier : les propulseurs de la sonde avaient laissé des taches sombres à la surface de l’astéroïde. Ces étranges traces ont aidé les astronomes à résoudre le mystère de la coloration particulière de l’astéroïde.

Selon les chercheurs dans leur étude :

Deux types de matériaux distincts sont présents à la surface avec des couleurs différentes : des matériaux plus bleus répartis sur la crête équatoriale et dans les régions polaires et des matériaux plus rouges dans les régions des latitudes moyennes. Cependant, la cause de ces variations spectrales n’est pas comprise.

Lorsque la sonde Hayabusa 2 a atterri sur Ryugu le 21 février 2019, elle a également réussi à prendre des images haute résolution de la surface, avec des détails d’une résolution de 1 millimètre par pixel.

Ces images nous permettent d’observer la réaction de la surface aux perturbations physiques générées par l’atterrissage, y compris la collision des projectiles d’échantillonnage et la mise à feu des jets de gaz des propulseurs de l’engin spatial.

Les images et les observations de l’astéroïde avaient déjà déterminé que l’astéroïde était tacheté en “écaille de tortue”, et le site d’échantillonnage a été partiellement choisi parce qu’il fournissait un mélange des deux types de matériaux rouge et bleu.

Mais lorsque Hayabusa 2 s’est remise en orbite, la couche de matière qu’elle a déplacée semblait correspondre à la matière rouge, plutôt qu’à la matière bleue.

Les traces laissées par la sonde sur la surface de l’astéroïde. (JAXA/ Université de Tokyo)

En étudiant l’astéroïde, les chercheurs ont également remarqué quelques particularités concernant la répartition des deux matériaux. Les plus gros rochers tendaient vers le bleu, tandis que les matériaux à grain plus fin qui les entouraient, la poussière et les gravats, tendaient vers le rouge. Les cratères remplis de matériaux bleus étaient plus jeunes que les cratères remplis de rouge, comme si l’impact avait traversé la couche supérieure rouge et exposé la surface bleue en dessous.

Tout cela suggère que la roche de l’astéroïde était à l’origine de couleur bleue, et qu’elle a rougi par un processus quelconque.

Cela suggérait également que le processus qui a fait rougir les gravats s’était déroulé sur une période plus longue qu’il n’en faut pour que les rochers soient exposés par des processus tels qu’une perturbation par un impact ou une fatigue thermique.

Heureusement, nous connaissons des processus qui peuvent faire rougir les astéroïdes de façon assez régulière : la météorologie spatiale et le rayonnement solaire. Cela peut se produire sur une longue période, mais l’altération atmosphérique de l’espace ne fait généralement rougir qu’une très fine couche superficielle de quelques nanomètres, par rapport au rayonnement solaire. Et il semble que la couche rouge de Ryugu ne dépassait pas quelques dizaines de centimètres au départ.

A partir de l’étude, répartition des différentes couches de roches de la surface de Ryugu. (T. Morota et Col./ Science)

Selon les chercheurs dans leur étude :

Nous suggérons qu’un rougissement de la surface en peu de temps pourrait être expliqué si Ryugu a subi une excursion orbitale temporaire près du Soleil, provoquant un réchauffement plus important de la surface.

Mais les scientifiques ont également été en mesure de déterminer les délais dans lesquels cela aurait pu se produire. La surface de Ryugu suggère que l’astéroïde est très jeune, environ 9 millions d’années seulement. Il a commencé sa vie dans la ceinture d’astéroïdes principale entre Mars et Jupiter, où les collisions avec d’autres corps sont beaucoup plus fréquentes que dans l’orbite proche de la Terre dans laquelle l’astéroïde est entré par la suite.

La plupart des grands cratères de l’astéroïde sont rouges. Cela suggère que Ryugu a pris ses teintes rouges après avoir quitté la ceinture d’astéroïdes, où il a subi des collisions plus fréquentes.

Un modèle qui estime la fréquence de ces collisions dans le temps permet de fixer une période sur le moment où le rougissement s’est installé. Si le rougissement s’est produit après que l’astéroïde ait quitté la ceinture principale, il s’est probablement produit il y a environ 8 millions d’années, si l’on se base sur le nombre de grands cratères bleus.

Si Ryugu est resté dans la ceinture, la rougeur aurait pu se produire il y a 300 000 ans.

Les astronomes peuvent essayer de préciser ce moment. Ils peuvent essayer de simuler l’orbite de Ryugu à travers le temps pour voir quand il aurait pu être proche du Soleil. Mais les échantillons que Hayabusa 2 a collectés lors de ses atterrissages devraient être très révélateurs.

Selon les chercheurs :

Les grandes variations locales de la courbe spectrale et de l’albédo sur le site d’échantillonnage de Ryugu suggèrent que des composantes plus bleues et plus rouges ont probablement été collectées lors de l’atterrissage d’Hayabusa 2.

Nous prévoyons que l’échantillon retourné contiendra un mélange de matériaux altérés et non altérés, le premier enregistrant un événement de chauffage solaire.

Hayabusa 2 retourne actuellement vers la Terre avec sa cargaison rocheuse et atterrira en Australie en décembre de cette année.

L’étude publiée dans Science : Sample collection from asteroid (162173) Ryugu by Hayabusa2: Implications for surface evolution.