Nasa
Les astronomes ont produit la carte la plus détaillée à ce jour de la surface de 16-Psyche, un astéroïde qui, selon les scientifiques, pourrait contenir des indices sur la formation des planètes dans notre système solaire. Selon un article publié dans le Journal of Geophysical Research, 16-Psyché a une surface très variée de métal, de sable et de roche qui suggère que son histoire pourrait inclure des éruptions métalliques, ainsi que d’être frappé par d’autres objets célestes. L’astéroïde est au centre de la mission Psyche de la NASA, lancée plus tard cette année.
Comme nous l’avons signalé précédemment, 16-Psyche est un astéroïde de type M (ce qui signifie qu’il a une teneur élevée en métaux) en orbite autour du Soleil dans la ceinture principale d’astéroïdes, avec une forme inhabituelle de pomme de terre. L’hypothèse préférée de longue date est que Psyché est le noyau métallique exposé d’une protoplanète (planétésimale) des premiers jours de notre système solaire, avec la croûte et le manteau dépouillés par une collision (ou plusieurs collisions) avec d’autres objets. Ces dernières années, les scientifiques ont conclu que les estimations de masse et de densité ne sont pas cohérentes avec un noyau résiduel entièrement métallique. Il s’agit plutôt d’un mélange complexe de métaux et de silicates.
Alternativement, l’astéroïde aurait pu être autrefois un corps parent pour une classe particulière de météorites de fer pierreux, une qui s’est fragmentée et s’est réaccrétée en un mélange de métal et de silicate. Ou peut-être s’agit-il d’un objet comme 1 Cérès, une planète naine dans la ceinture d’astéroïdes entre les orbites de Mars et de Jupiter, sauf que 16-Psyché a peut-être connu une période de volcanisme ferreux tout en se refroidissant, laissant des métaux hautement enrichis dans ces centres volcaniques.
Les scientifiques soupçonnent depuis longtemps que des noyaux métalliques se cachent profondément dans les planètes telluriques comme la Terre. Mais ces noyaux sont enfouis trop loin sous des manteaux rocheux et des croûtes pour que les chercheurs puissent le découvrir. En tant que seul corps métallique semblable à un noyau découvert, Psyché offre l’occasion idéale de faire la lumière sur la façon dont les planètes rocheuses de notre système solaire (Terre, Mercure, Vénus et Mars) ont pu se former. La NASA a approuvé la mission Psyche en 2017, avec l’intention d’envoyer un vaisseau spatial en orbite autour de l’astéroïde et de collecter des données cruciales sur ses caractéristiques.
A gauche, la carte montre les propriétés de surface sur Psyché, des zones sablonneuses (violet/bas) aux zones rocheuses (jaune/haut). La carte de droite montre les abondances de métaux sur Psyché, de faible (violet) à élevé (jaune).
Les efforts de cartographie antérieurs reposaient sur divers télescopes du monde entier mesurant la lumière infrarouge rebondissant sur la surface de l’astéroïde. L’année dernière, les astronomes ont produit une carte de surface de Psyché avec une résolution beaucoup plus élevée, basée sur les données d’observation de 2019 collectées par les 66 antennes radio de l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) au Chili.
En combinant tous ces signaux en un seul signal synthétique, l’équipe a atteint la résolution équivalente d’un télescope d’un diamètre de 16 kilomètres (10 milles), soit environ 20 milles par pixel. Cette vue leur a permis de résoudre de nombreuses variations de composition à la surface de l’astéroïde. Ils l’ont utilisé pour créer une carte des émissions thermiques de la surface de l’astéroïde et un modèle 3D haute résolution de Psyché.
Cette dernière carte est basée sur des centaines de scénarios simulés par ordinateur, chacun présentant une combinaison différente de composition de matériaux de surface, en tenant compte de la rotation de l’astéroïde. L’équipe a ensuite comparé ces simulations aux émissions thermiques réelles dans les données ALMA pour déterminer la carte la plus probable de la surface de 16-Psyché.
Les résultats : L’astéroïde est riche en métaux, mais la distribution varie sur sa surface. Une distribution variée similaire de silicates suggère que 16-Psyché a peut-être eu autrefois un manteau riche en silicate. De plus, le matériau au fond des cratères change de température plus rapidement que le long du bord lorsque l’astéroïde tourne. Les auteurs suggèrent que ces cratères pourraient avoir des dépôts (« étangs ») de sable fin. C’est un peu surprenant compte tenu de la masse de 16-Psyché et de sa gravité plus forte, par rapport aux astéroïdes plus petits qui ont des matériaux à grains fins.
« Ces données montrent que la surface de Psyche est hétérogène, avec de possibles variations remarquables de composition », a déclaré Simone Marchi du Southwest Research Institute, co-investigatrice de la mission Psyche qui n’a pas participé à l’étude actuelle. « L’un des principaux objectifs de la mission Psyche est d’étudier la composition de la surface de l’astéroïde à l’aide de son spectromètre à rayons gamma et à neutrons et d’un imageur couleur. Ainsi, la présence éventuelle d’hétérogénéités de composition est quelque chose que l’équipe scientifique Psyche est impatiente d’étudier. Suite. »
DOI : Journal of Geophysical Research, 2022. 10.1029/2021JE007091/a> (À propos des DOI).