Monde de la Physique : « Un astéroïde très inhabituel »

Début octobre, la mission Psyché de la NASA se lancera vers l’astéroïde du même nom. Après six ans, la sonde spatiale devrait atteindre le corps céleste et examiner l’astéroïde en détail à l’aide des différents appareils de mesure embarqués. L’un des objectifs de la mission est d’en apprendre davantage sur la composition de ce corps céleste unique, qui possède apparemment un noyau de fer partiellement exposé. Dans une interview avec World of Physics, Ralf Jaumann de l’Université libre de Berlin explique quelles autres informations les astronomes espèrent que la mission fournira sur notre système solaire.

Monde de la physique : Qu’est-ce qui rend l’astéroïde Psyché si intéressant ?

Ralf Jaumann : C’est un astéroïde très inhabituel. Psyché a une densité étonnamment élevée pour un astéroïde. Il est également relativement grand, avec un diamètre moyen de 226 kilomètres. Sa particularité, cependant, est qu’il s’agit probablement du reste d’un précurseur beaucoup plus grand qui a perdu ses zones extérieures lors d’une collision dévastatrice. Psyché était apparemment en train de devenir une planète mineure au début du système solaire lorsqu’une violente collision avec un corps de taille similaire a brusquement mis fin à sa croissance. La Terre a également subi une gigantesque collision dans sa première phase, au cours de laquelle la Lune s’est formée. Cependant, la Terre était déjà suffisamment grande pour contenir la matière grâce à sa gravité. Psyché était encore trop petite pour ça.

Comment savez-vous qu’il y a eu une collision de Psyché avec un autre corps céleste ?

Nous savons d’après les observations que l’astéroïde est constitué en grande partie de fer et de nickel. Ces éléments très lourds et denses sont également présents au cœur de la Terre et au cœur des autres planètes rocheuses du système solaire. Pour qu’un tel noyau se forme, un corps céleste doit être suffisamment grand pour pouvoir subir ce qu’on appelle une différenciation dans sa phase initiale chaude : dans la roche en fusion à plus de 1200 degrés Celsius, les éléments lourds s’enfoncent dans le noyau, tandis que les plus légers sont plus éloignés. Disposer dans l’enrobage et la croûte. Puisque nous ne voyons qu’une petite quantité de matière du manteau et de la croûte dans Psyché, il s’agit, pour ainsi dire, d’un noyau partiellement libre d’une protoplanète. Mais Psyché n’est pas que du fer et du nickel. Il contient probablement aussi, entre autres, du matériel mantellique et crustal provenant de son ancien partenaire de collision. On pense également que de nombreuses météorites ferreuses sur Terre ont été frappées à l’origine par Psyché.

La sonde Psyché de la NASA avant son lancement

Quelles informations sur le système solaire espérez-vous tirer de la mission ?

Il s’agit avant tout de comprendre les dix premiers millions d’années après la formation de notre système solaire. Cela a maintenant environ 4,5 milliards d’années. En comparaison, dix millions d’années, c’est très peu de temps. Mais durant cette période, tous les corps célestes que nous connaissons se sont formés à partir de la poussière et du gaz du disque protoplanétaire. En étudiant Psyché, nous pouvons apprendre deux choses : premièrement, nous obtenons un aperçu d’un noyau de protoplanète que nous n’avons pas encore pu examiner de près. Et deuxièmement, nous espérons obtenir des informations sur la première phase de notre système solaire, sur la formation des premiers corps célestes plus grands et sur leur développement initial.

De quels instruments la sonde spatiale dispose-t-elle à bord pour cela ?

Le vaisseau spatial est le même que la mission très réussie Dawn lancée en 2007 vers le grand astéroïde Vesta et la planète naine Cérès. Comme Psyché, ces deux corps célestes sont situés dans la ceinture d’astéroïdes, entre Mars et Jupiter. Pour les analyses, la sonde spatiale Psyché dispose d’une caméra multispectrale qui permet, entre autres, d’examiner la composition de la roche. Il y a également un spectromètre gamma et neutronique à bord. Parce que lorsque des rayons cosmiques de haute énergie frappent l’astéroïde, des rayons gamma et des neutrons sont libérés de la roche. À partir de là, vous pouvez également déterminer de quels éléments est constituée la roche. De plus, un magnétomètre mesurera les propriétés magnétiques des minéraux de fer de l’astéroïde.

Qu’aimeriez-vous apprendre sur la géologie de l’astéroïde ?

Vue d’artiste de Psyché

Jusqu’à présent, il n’y a que des photos plutôt floues prises à une plus grande distance. Une fois le vaisseau spatial proche de Psyché, nous attendons des images haute résolution. Nous pouvons alors estimer l’âge du matériau de surface en comptant le nombre de cratères d’impact à la surface. Plus il y a de cratères qui s’y sont accumulés au cours de millions et de milliards d’années, plus la roche est ancienne. Nous aimerions également en savoir plus sur la porosité de Psyché – combien de cavités elle contient. Cela fournit des informations sur la façon dont un tel corps céleste réagit aux collisions. Ceci est également intéressant car certains astéroïdes volent parfois dangereusement près de la Terre. Ce n’est que si nous savons exactement à quel type d’objets nous avons affaire que nous pourrons éventuellement prendre des contre-mesures.

Les instituts allemands sont-ils également impliqués dans la mission ?

En Allemagne, l’Institut DLR pour la recherche planétaire et l’Université libre de Berlin avec l’Institut des sciences géologiques spécialisé dans les sciences planétaires et la télédétection sont impliqués. Comme pour la mission Dawn de la NASA vers Vesta et Cérès, l’expertise des deux instituts en matière de levé géodésique et d’analyse géologique des petits corps célestes est particulièrement recherchée.