En utilisant les données de l’Observatoire stratosphérique d’astronomie infrarouge (SOFIA), les scientifiques du Southwest Research Institute ont fait une découverte révolutionnaire en détectant des molécules d’eau à la surface d’astéroïdes. Cette percée a été réalisée pour la toute première fois en examinant quatre objets riches en silicates.
Eau et astéroïdes : un duo cosmique révélateur des secrets de la formation planétaire
Les astéroïdes présentent des compositions variées en fonction de leur emplacement dans la nébuleuse solaire lors de leur formation. Les astéroïdes riches en silicates se forment plus près du Soleil, tandis que ceux contenant des glaces naissent plus loin. Ces objets célestes, témoins du processus de formation planétaire, offrent des informations cruciales sur la distribution des matériaux dans la nébuleuse solaire et leur évolution au fil du temps.
La répartition de l’eau sur les astéroïdes revêt notamment un intérêt particulier, car elle peut éclairer sur le cheminement suivi par l’eau jusqu’à la Terre, avec des implications pour la recherche de vie potentielle sur d’autres planètes en dehors de notre système solaire.
Entre complexité spectrale et signatures lumineuses uniques
Cela étant dit, au cours de l’évolution du système solaire, certains astéroïdes ont subi une altération aqueuse, formant divers minéraux tels que des phyllosilicates, des sulfates, des oxydes, des carbonates et des hydroxydes.
La spectroscopie visible et proche infrarouge permet souvent de détecter ces caractéristiques, notamment une bande d’absorption proche de 3 µm attribuée à des molécules telles que l’eau moléculaire (H2O) ou l’hydroxyle (OH). Cependant, la complexité survient du fait que différentes substances peuvent présenter des caractéristiques spectrales similaires dans cette région.
En d’autres termes, les signatures lumineuses de plusieurs matériaux se chevauchent, ce qui rend difficile le fait de les distinguer.
Toutefois, contrairement à la bande d’absorption à 3 µm, la caractéristique à 6 µm se manifeste sous la forme d’un pic d’émission (une augmentation soudaine et distinctive de la luminosité à une longueur d’onde spécifique).
La présence d’un pic d’émission à 6 µm facilite ainsi la distinction de l’eau moléculaire par rapport à d’autres composés présents sur la surface observée. Autrement dit, la détection de cette caractéristique à 6 µm offre une confirmation plus directe et sans équivoque de la présence d’eau moléculaire sur la surface observée.
Jusqu’à présent, ce trait à 6 µm n’avait été détecté que sur la Lune, et non sur des astéroïdes. C’est désormais chose faite.
Une découverte inédite avec SOFIA
La nouveauté réside dans l’utilisation de l’Observatoire stratosphérique d’astronomie infrarouge (SOFIA) pour détecter les signatures spectrales de l’eau moléculaire à la surface d’astéroïdes spécifiques, en l’occurrence Iris et Massalia.
Pour rappel, SOFIA, un projet conjoint de la NASA et de l’Agence spatiale allemande, offrait jusqu’à sa mise au rebut une capacité unique pour réaliser ces observations depuis la haute atmosphère de la Terre, éliminant une grande partie des interférences atmosphériques qui peuvent entraver les observations depuis le sol.
Les données recueillies suggèrent que l’eau présente sur ces astéroïdes peut adopter différentes formes, notamment en étant liée aux minéraux, adsorbée sur le silicate, ou piégée et dissoute dans du verre d’impact au silicate. Ces différentes associations avec les minéraux et les structures de surface indiquent des processus complexes liés à la formation et à l’évolution de ces objets célestes.
Cependant, l’étude de deux autres astéroïdes, nommés Parthénope et Melpomène, a rencontré des « problèmes de bruit » (interférences) dans les données, ce qui a nécessité une approche plus sensible. Pour résoudre ce problème, l’équipe de recherche propose d’utiliser le télescope spatial James Webb pour de futures études. Ce dernier, en raison de son optique précise et de son rapport signal/bruit supérieur, offre en effet une meilleure capacité d’observation.
Ces futurs travaux permettront une analyse plus approfondie de la distribution de l’eau sur les astéroïdes et pourront permettre une meilleure compréhension de la composition et de l’évolution de ces objets dans le système solaire.
