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Les astéroïdes, les comètes et les météores qui gravitent autour de notre soleil sont des morceaux de glace, de métal et de roche issus de la formation du système solaire. Ces objets, dont le diamètre peut varier de quelques kilomètres à plusieurs centaines de kilomètres, constituent un témoignage fossile de notre passé cosmique.
«Nous souhaitions approfondir nos connaissances sur la nature de ces petits corps qui évoluent dans notre système solaire», explique le coordinateur du projet SOLARYS, Pierre Beck, de l’Université Grenoble Alpes en France. «Un défi de taille réside toutefois dans le fait que ces objets sont souvent extrêmement sombres, ce qui peut compliquer leur analyse.»
Les scientifiques ne peuvent donc pas toujours être sûrs de leur composition, ni de l’origine exacte des matériaux extraterrestres qui tombent chaque jour sur la Terre sous forme de météorites et de poussières.
Des techniques avancées
Pour contourner cette difficulté, le projet SOLARYS, soutenu par le Conseil européen de la recherche, a été le premier à utiliser une technique avancée de spectroscopie infrarouge. L’analyse de la façon dont un morceau de météorite absorbe ou reflète la lumière infrarouge apporte des indications sur les minéraux présents dans l’échantillon et sur l’histoire de la météorite, et ce, sans endommager le matériau. Cette analyse peut contribuer à déterminer l’âge d’un astéroïde ainsi que l’endroit où il s’est probablement formé.
Les résultats obtenus ont aidé Pierre Beck et son équipe à caractériser la composition d’échantillons de météorites et de particules de poussière extraterrestre à une échelle extrêmement réduite.
«L’instrument que nous avons utilisé a une résolution spatiale dix fois plus élevée que la génération d’instruments précédente», explique Pierre Beck. «Nous avons ainsi pu mieux comprendre comment nos échantillons absorbent la lumière infrarouge et déterminer leur composition.»
Cette approche a permis d’identifier les composants minéraux et les composés organiques, comme les hydrocarbures. Dans ses échantillons, l’équipe a découvert de minuscules sphères nanométriques de composés organiques formés à la naissance du système solaire.
«Nous avons également constaté que la noirceur de ces objets est probablement due à la présence de très fins grains opaques composés de sulfures ou de fer», ajoute Pierre Beck.
«En outre, certains échantillons contenaient des matériaux très inhabituels à leur surface, sous forme de sels d’ammonium. Ces sels sont instables à la surface de la Terre, mais ils peuvent être présents sur ces corps très froids et dépourvus d’atmosphère. Ils sont importants pour expliquer l’origine de l’azote sur Terre, un élément clé pour la vie telle que nous la connaissons.»
Comprendre le rôle des astéroïdes et des météores
Pierre Beck et son équipe estiment que les résultats obtenus grâce aux nouvelles techniques d’analyse pourraient apporter un éclairage non seulement sur la composition de ces échantillons, mais aussi sur la source extraterrestre des météorites et des poussières terrestres.
Les prochaines étapes consisteront à analyser les observations d’astéroïdes, de météores et de comètes disponibles, et à rechercher des signatures moléculaires correspondant à celles trouvées dans les échantillons. Si cette recherche de corps parents s’avère fructueuse, il ne sera plus nécessaire d’effectuer des missions spatiales exploratoires coûteuses pour recueillir de tels échantillons.
Le défi est toutefois de taille: dans notre seul système solaire, il existe actuellement près de 1,3 million d’astéroïdes et plus de 3 800 comètes connus.
En fin de compte, il est à espérer que les nouvelles techniques d’analyse mises au point dans le cadre du projet SOLARYS permettront de mieux comprendre l’origine et l’évolution de notre système solaire.
«Les techniques que nous avons développées ont fonctionné au-delà de mes espérances», remarque Pierre Beck. «Je travaille actuellement sur la détection de substances organiques dans des échantillons martiens. La technique de spectroscopie infrarouge pourrait s’avérer très utile à cette fin. J’étudie également la possibilité d’utiliser cette technique pour examiner des échantillons de sol.»
Ces travaux pourraient permettre de décrypter les processus de formation des météores et des astéroïdes, ainsi que leur rôle éventuel dans le développement de planètes terrestres comme la nôtre.