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Comment la poussière d’astéroïdes nous a aidés à prouver que les ingrédients bruts de la vie peuvent évoluer dans l’espace

Cet article a été initialement publié sur La conversation. La publication a contribué à l’article à 45secondes.fr’s Voix d’experts: Op-Ed & Insights.

Queenie Hoi Shan Chan, Maître de conférences en sciences de la terre, Royal Holloway

Les scientifiques savent depuis longtemps que certains ingrédients sont nécessaires pour soutenir la vie, en particulier l’eau et les produits chimiques organiques clés comme le carbone. Ces dernières années, les deux ingrédients ont été trouvés sur des astéroïdes géants et d’autres corps célestes.

Mais, jusqu’à présent, aucune étude n’avait fourni de preuves concluantes, basées sur des échantillons extraterrestres, pour montrer comment et quand la matière organique était fabriquée sur les roches que la gravité jette autour de notre système solaire.

Aux côtés d’un groupe de scientifiques internationaux, mon équipe a analysé certaines des minuscules particules prélevées sur l’une de ces roches: un astéroïde appelé 25143 Itokawa. Notre étude a révélé que de la matière organique – les ingrédients bruts pour la vie – avait été produite à la surface d’Itokawa, et y avait été livrée par des impacts de météorite et de poussière spatiale.

C’est la première fois qu’une équipe de recherche montre que des matières organiques ont été créées in situ sur des astéroïdes, et que ce contenu organique peut avoir évolué lorsque d’autres matières organiques ont frappé la surface de l’astéroïde au fil du temps. Avec ces connaissances, nous pouvons spéculer sur l’évolution de la chimie de la surface de la Terre au cours des milliards d’années qui ont précédé la première étincelle de vie sur notre planète.

Collecte d’échantillons

Chaque jour, entre 50 et 150 météorites pesant plus de 10 grammes frappent la surface de la Terre. Ces minuscules roches pourraient porter des indices chimiques sur notre système solaire, mais dès qu’elles pénètrent dans notre atmosphère – et surtout après avoir frappé la Terre – elles sont contaminées, déformant et effaçant les indices avec lesquels elles sont arrivées.

C’est pourquoi les missions spatiales ont entrepris de collecter des échantillons directement sur les astéroïdes ainsi que sur une comète, la Lune et Mars: pour inspecter les particules extraterrestres qui n’ont pas été souillées par des contaminants terrestres.

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L’une de ces missions a été lancée par l’Agence japonaise d’exploration aérospatiale (JAXA) en 2003. La mission Hayabusa, à destination de l’astéroïde proche de la Terre Itokawa, cherchait à capturer, stocker et renvoyer des particules que les scientifiques pourraient inspecter pour détecter les signes des ingrédients nécessaires pour soutenir la vie.

Astéroïde Itokawa

L’astéroïde Itokawa. (Crédit d’image: JAXA)

Itokawa a été sélectionné pour la mission parce que son orbite le rapprocherait de la Terre, tout comme le vaisseau spatial Hayabusa l’a intercepté en 2005 – un exploit qu’il a réussi malgré deux années de vols spatiaux troublés par des éruptions solaires et des difficultés techniques.

Après six semaines d’observation à distance à 20 kilomètres au-dessus d’Itokawa, Hayabusa a plongé jusqu’à la surface de l’astéroïde, effectuant deux atterrissages tout en voyageant à plus de 25 kilomètres par seconde dans l’espace. Ces atterrissages au nez ressemblaient à la façon dont un faucon plonge pour attraper sa proie. «Hayabusa» est le mot japonais pour le faucon, bien que sa proie dans cette mission soit la poussière d’astéroïdes.

La poussière à la poussière

Cargaison arrimée en toute sécurité, Hayabusa est revenue sur Terre en 2010 avec des milliers de particules de poussière précieuses et intactes. En 2012, ces particules avaient été soigneusement distribuées aux scientifiques du monde entier. Beaucoup n’avaient que 50 micromètres de diamètre, soit environ la moitié du diamètre d’un cheveu humain.

L’analyse des particules était un travail délicat. Nous ne pouvions les ramasser qu’avec la pointe d’une aiguille: la particule adhère à l’aiguille uniquement par l’électricité statique, et une petite bouffée d’air pourrait facilement souffler la particule pour toujours. Nous devions également nous assurer absolument qu’aucune particule n’était contaminée par la contamination terrestre au fur et à mesure que nous les étudiions.

Jusqu’à présent, des analyses organiques ont été effectuées sur moins de dix particules d’Itokawa. Ces études ont trouvé de l’eau et de la matière organique. Pourtant, dans tous les cas, les auteurs n’étaient pas certains de l’origine définitive de la matière organique et des traces d’eau qu’ils ont trouvées: les deux étaient techniquement indiscernables de celle trouvée dans les roches terrestres.

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Notre particule était différente. Surnommée «Amazon» parce que sa forme ressemblait à celle de l’Amérique du Sud, notre particule contenait également de la matière organique – mais cette fois, ses signatures isotopiques la classaient sans ambiguïté extraterrestre.

Notre particule Hayabusa ressemble étroitement à l’Amérique du Sud lorsqu’elle est vue de près. (Crédit d’image: Queenie Chan, auteur fourni)

Nous avons également trouvé des preuves suggérant que la matière organique d’Amazon provenait de deux sources: endogène (produite in situ sur Itokawa) et exogène (produite ailleurs et livrée à la surface d’Itokawa).

C’est parce que nous avons trouvé des matières organiques primitives non chauffées en Amazonie ainsi que des matières organiques graphitées, qui ont dû être chauffées à 600 ° C. Les deux matières organiques se sont produites à seulement 10 micromètres l’une de l’autre.

Il était intéressant de découvrir qu’Itokawa avait connu des températures aussi élevées dans le passé. Cela signifiait qu’Itokawa devait appartenir à un astéroïde beaucoup plus grand d’au moins 40 kilomètres de diamètre avant d’être touché de manière catastrophique et brisé en fragments, dont certains se sont réunis pour former Itokawa.

La matière organique chauffée devait provenir de l’intérieur très chaud d’un autre astéroïde de grande taille, tandis que la matière non chauffée devait s’être déposée plus tard sur Itokawa, à la suite d’impacts de météorites carbonées ou de poussière spatiale. La même chose s’est produite avec l’eau d’Itokawa: elle a été perdue pendant sa période de chauffage, et elle s’est réhydratée à partir d’eau exogène après que le chauffage se soit calmé.

Terre ancienne

Nos résultats montrent clairement qu’Itokawa, et probablement de nombreux autres astéroïdes de notre système solaire, peuvent faire évoluer l’eau et la matière organique de différentes manières et dans des conditions différentes, sur des éons de temps céleste.

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Équipés de ces nouvelles connaissances, nous pouvons spéculer sur la propre évolution de la Terre avant le développement de la vie. Si les roches célestes peuvent se développer et même partager leur matière organique sur des milliards d’années, comme nous l’avons vu avec Itokawa, peut-être que la place spéciale de la Terre dans notre cosmos, portant une vie intelligente là où d’autres planètes ne le font pas, est le résultat d’interactions célestes similaires.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lisez l’article original.

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