Cette histoire a été mise à jour à 15h15 HAE.
De nouvelles observations d’un vaisseau spatial de la NASA montrent que l’énorme astéroïde Vesta est une protoplanète meurtrie laissée des débuts du système solaire, avec un mélange unique de caractéristiques inconnues de toute autre roche spatiale.
Les scientifiques avaient pensé que Vesta, le deuxième plus grand corps de la ceinture principale d’astéroïdes entre Mars et Jupiter, avait probablement commencé une trajectoire de formation de planètes peu de temps après la naissance du système solaire. Les données recueillies par la sonde Dawn de la NASA ont maintenant confirmé cette suspicion, ont annoncé les chercheurs dans une série d’études publiées aujourd’hui (10 mai) dans la revue Science.
« Nous savons maintenant que Vesta est le seul bloc de construction planétaire intact et en couches survivant des tout premiers jours du système solaire », a déclaré Carol Raymond, chercheuse principale adjointe de Dawn, du Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, en Californie., a déclaré aux journalistes aujourd’hui.
Les autres objets comme Vesta, ont ajouté les chercheurs, ont probablement été incorporés dans des planètes à part entière ou détruits par des collisions il y a longtemps.
Quelques surprises
« Ceux qui étudient les météorites tombées sur Terre, dont beaucoup de Vesta, avaient produit une théorie sur l’évolution du système solaire et de quoi Vesta devrait être faite », a déclaré Chris Russell, chercheur principal de Dawn de l’UCLA, auteur principal de l’un des six nouveaux articles scientifiques.
« Ils avaient très, très raison », a déclaré Russell SPACE.com par courriel. « C’est bien, car nous pouvons maintenant utiliser ce modèle pour mieux comprendre le système solaire. »
Mais Dawn a également livré de nouveaux résultats surprenants. Le gigantesque bassin de Rheasilvia au pôle sud de Vesta, par exemple, a apparemment été créé par un impact massif il y a à peine 1 milliard d’années — bien après la fin de la phase de « galerie de tir » remplie de collisions du système solaire.
« Un âge d’environ 1 milliard d’années pour Rheasilvia est étonnamment jeune », Simone Marchi du Southwest Research Institute à Boulder, Colo., auteur principal d’un autre des nouveaux articles, a déclaré dans un communiqué. « Ce résultat a des implications importantes pour notre compréhension de l’évolution de Vesta, de sa famille d’astéroïdes et de la ceinture principale d’astéroïdes interne en général. »
« Nous venons de commencer à explorer les secrets de Vesta, et je suis sûr que d’autres résultats intrigants viendront bientôt », a ajouté Marchi.
La protoplanète Vesta
Avec un diamètre d’environ 330 miles (530 kilomètres), Vesta est à peu près aussi large que l’État américain de l’Arizona. Dans la ceinture principale d’astéroïdes, seule la planète naine Cérès est plus grande.
Le vaisseau spatial Dawn, doté de 466 millions de dollars, est arrivé sur l’énorme astéroïde en juillet 2011 pour aider à percer ses nombreux secrets. L’une des principales missions de la sonde, ont déclaré les chercheurs, est de déterminer si Vesta est bien une protoplanète survivante depuis longtemps – un corps laissé des premiers millions d’années du système solaire, dont beaucoup ont ensuite fusionné pour former des planètes rocheuses telles que la Terre et Mars.
Les scientifiques ont eu cette idée principalement en examinant des météorites tombées d’howardite-eucrite-diogénite (ou HED), qui proviendraient de Vesta. Les résultats de new Dawn soutiennent fortement la notion de protoplanète – en confirmant que Vesta est bien le corps parent des météorites HED, pour commencer.
De plus, l’énorme astéroïde n’est pas qu’un morceau de roche uniforme. Au contraire, il est maintenant connu pour être un objet différencié avec un noyau de fer d’environ 220 km de large. C’est assez grand, peut-être, pour avoir une fois soutenu une dynamo comme celle qui génère le champ magnétique terrestre, ont déclaré les chercheurs.
L’équipe a compris les dimensions du noyau de Vesta en partie en suivant soigneusement les mouvements de Dawn dans l’espace, puis en utilisant ces informations pour calculer la masse, la densité et l’attraction gravitationnelle de Vesta avec une précision sans précédent.
D’autres données de Dawn confirment également le statut de la protoplanète de Vesta. Par exemple, sa composition de surface implique une histoire géologique complexe plus similaire à celle des planètes terrestres que d’autres astéroïdes, ont déclaré les chercheurs. Et Vesta possède des variations de couleurs différentes de tout ce qui a été vu sur un astéroïde auparavant, suggérant en outre que l’objet massif est quelque chose de spécial.
« Nous savons maintenant que Vesta est assez grande pour avoir eu sa propre évolution géologique interne et n’est pas seulement un morceau de roche battu », a déclaré Paul Schenk du Lunar and Planetary Institute de Houston, auteur principal d’une autre de ces nouvelles études.
Deux impacts gigantesques (et récents)
La surface de Vesta est parsemée de cratères provenant d’innombrables collisions au cours des éons. Les observations de Dawn ont permis aux scientifiques de reconstruire l’histoire de l’impact de la protoplanète en comptant ces cratères et en notant le nombre de caractéristiques d’impact sur les autres.
Les chercheurs ont trouvé une énorme différence entre les moitiés nord et sud de Vesta. La partie nord conserve une trace de certains des premiers impacts de l’astéroïde, tandis que le sud a été « réinitialisé » par deux énormes collisions beaucoup plus récemment.
L’un de ces fracas s’est produit il y a environ 2 milliards d’années, créant un bassin de 249 milles de large (400 km) appelé Veneneia. Mais Veneneia a été principalement oblitérée il y a environ 1 milliard d’années par un autre impact, qui a créé le cratère Rheasilvia de 314 milles (505 km).
« Ce bassin a effacé au moins la moitié de la surface et a gâché une grande partie du reste », a déclaré Schenk SPACE.com par courriel.
L’impact de Rheasilvia a également créé d’étranges creux circulaires autour de l’équateur de Vesta et a soulevé un pic central plus de deux fois plus haut que le mont Everest, a déclaré Russell. Et il a creusé environ 250 000 miles cubes (1,04 million de km cubes) de matériaux, dont une grande partie a été projetée dans l’espace.
« Deux cent cinquante mille milles cubes suffisent pour remplir le Grand Canyon environ mille fois plus », a déclaré David O’Brien, un scientifique de Dawn basé au Planetary Science Institute de Tucson, en Arizona. « Il s’agit donc d’un très grand volume de matière. »
Les deux cratères géants ont probablement été causés par des astéroïdes d’une largeur comprise entre 25 et 36 miles (40 à 60 km), a déclaré Schenk. Et les deux impacts semblent s’être produits étonnamment tardivement, plusieurs milliards d’années après la fin présumée du bombardement lourd dit tardif qui a soufflé de nombreux cratères sur la lune terrestre et d’autres corps du système solaire.
D’autres découvertes à venir
Les nouveaux résultats sont basés sur les données recueillies par Dawn au début de son séjour à Vesta. Le vaisseau spatial continuera à étudier la protoplanète jusqu’en août. 26, nous devrions donc nous attendre à plus de découvertes de la mission, ont déclaré les chercheurs.
« Nous n’avons pas encore rendu compte des mesures à haute résolution effectuées à basse altitude », a déclaré Russell. « Nous allons chercher de l’eau, tout comme il y a eu des recherches d’eau sur la lune. »
De plus, l’extrême nord de Vesta a été dans l’ombre jusqu’à présent, de sorte que Dawn n’a pas pu étudier de grandes parties de la protoplanète. Mais cela va changer avant trop longtemps.
« La lumière du soleil se déplace vers le nord sur Vesta, et nous verrons bientôt les régions du pôle nord », a déclaré Russell. « Qu’est-ce qui pourrait être là pour compléter ce que nous voyons dans le sud? »
Lorsque l’aube se terminera à Vesta, elle commencera le long voyage vers la planète naine Cérès, qui est à peu près aussi large que le Texas. La sonde devrait atteindre la « reine de la ceinture d’astéroïdes » en février 2015 et entreprendre une toute nouvelle série de découvertes.
« Nous nous attendons à ce que Cérès soit un monde beaucoup plus humide » que Vesta, a déclaré Russell. Mais, a-t-il ajouté, « nous n’avons pas de météorites pour nous aider ici. Tout sera une surprise. »
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