Des grains de poussière plus vieux que le Soleil découverts sur l'astéroïde Ryugu !

En 1950, Erwin SchrödingerErwin Schrödinger, l'un des fondateurs de la mécanique quantique, ayant travaillé aussi bien à l'élucidation de la nature de la vie qu'à l'apparition de la matière dans un modèle de cosmologie relativiste, expliquait dans l'une des quatre conférences publiques intitulées « La science comme élément constitutif de l'Humanisme » que « la connaissance isolée qu'a obtenue un groupe de spécialistes dans un champ étroit n'a en elle-même aucune valeur d'aucune sorte ; elle n'a de valeur que dans la synthèse qui la réunit à tout le reste de la connaissance et seulement dans la mesure où elle contribue réellement, dans cette synthèse, à répondre à la question : Qui sommes-nous ?  ».

Nous cherchons effectivement nos racines et notre identité cosmique avec des missions spatiales comme celle de la sonde japonaise Hayabusa-2Hayabusa-2, qui était en orbite autour de l'astéroïde (162173) Ryugu(162173) Ryugu de juin 2018 à novembre 2019. Elle y a prélevé des échantillons qui sont depuis arrivés sur Terre et qui sont encore en cours d’analyse.

Ils proviennent donc d'un membre de la famille des astéroïdes Apollon, des astéroïdes géocroiseursgéocroiseurs, et il fait même partie de ceux qui sont potentiellement dangereux. Il avait été découvert en 1999 et il était rapidement devenu clair qu'il faisait partie des astéroïdes de type C, c'est-à-dire similaires aux météoritesmétéorites chondriteschondrites carbonées connues sur Terre.

Leur composition chimique est donc proche de celle de la matière du nuagenuage moléculaire et poussiéreux où est né le Système solaireSystème solaire primitif, sans les éléments légers et volatils comme les glaces. C'était par conséquent une cible de choix pour comprendre l'origine des planètes et du SoleilSoleil et donc l'origine de la biosphèrebiosphère et de la noosphère, de sorte que Hayabusa-2 nous a fourni bien plus que des images rapprochées de l’astéroïde (162173) Ryugu.

On peut s'en convaincre avec l'annonce faite via un article provenant d'une équipe internationale de chercheurs dirigée par Jens Barosch et Larry Nittler de la Carnegie Institution for Science publié dans The Astrophysical Journal Letters.

Les membres de cette équipe font savoir qu'ils ont découvert dans les échantillons ramenés par Hayabusa-2 rien de moins que des grains présolaires.

Une clé du cycle des étoiles dans la Voie lactée

On entend par là, des matériaux solidessolides qui se sont condensés en grains, non pas dans le disque protoplanétairedisque protoplanétaire de gazgaz et de poussières en cours de refroidissement autour du jeune Soleil, il y a 4,5 à 4,6 milliards d'années environ, mais avant même la naissance du Soleil, dans les atmosphèresatmosphères stellaires d'étoilesétoiles existant avant lui et dont ils ont été éjectés en fin de vie pour se retrouver dans le milieu interstellaire, puis dans la nébuleusenébuleuse protosolaire à l'origine du Système solaire.

Sur la gauche, se trouve une image prise avec un microscope électronique d'une particule de Ryugu pressée dans une feuille d'or dans laquelle deux grains présolaires de carbure de silicium ont été détectés, comme indiqué par les flèches blanches sur les images du centre et de gauche. © Carnegie Institution for Science

Rappelons qu'il y a un véritable cycle stellaire dans la Voie lactéeVoie lactée qui la fait évoluer chimiquement avec un enrichissement croissant du milieu interstellaire en éléments lourds. Dans ce milieu, des nuages moléculaires et poussiéreux, denses et froids, s'effondrent gravitationnellement, déstabilisés sous l'effet d'une pressionpression, que ce soient des ondes de densité dans les bras de notre GalaxieGalaxie ou à cause de l'onde de choc de l'explosion d'une supernova.

En s'effondrant, les nuages se fragmentent en donnant des pouponnières d'étoiles dont certaines vont évoluer très vite en explosant en supernovaesupernovae, injectant de nouveaux éléments lourds dans le nuage où la formation stellaire se poursuit. On pense que l'explosion d'une de ces étoiles, baptisée Coatlicue, a provoqué l'effondrementeffondrement du nuage protosolaire où est né notre Soleil. Plus généralement, les étoiles en fin de vie vont rendre au milieu interstellaire la matière qui les a formées, mais avec de nouveaux éléments, milieu dans lequel pour les mêmes raisons de nouvelles étoiles naitront.

C'est ce qui fait dire à Jens Barosch que, dans le cas des trouvailles dans les échantillons de Ryugu, « différents types de grains présolaires proviennent de différents types d'étoiles et de processus stellaires, que nous pouvons identifier à partir de leurs signatures isotopiques. La possibilité d'identifier et d'étudier ces grains en laboratoire peut nous aider à comprendre les phénomènes astrophysiquesastrophysiques qui ont façonné notre Système solaire, ainsi que d'autres objets cosmiques ».

Les cosmochimistes peuvent en effet avec des instruments microanalytiques sophistiqués mesurer des abondances de divers noyaux isotopiques d'un élément différent par leur nombre de neutronsneutrons et les comparer à celles mesurées dans les chondrites carbonées qui se sont écrasées sur Terre.

À ce sujet, et toujours dans un communiqué de la Carnegie Institution for Science, Larry Nittler explique quant à lui que « les compositions et l'abondance des grains présolaires que nous avons trouvés dans les échantillons de Ryugu sont similaires à ce que nous avons précédemment trouvé dans les chondrites carbonées. Cela nous donne une image plus complète des processus de formation de notre Système solaire qui peuvent informer les modèles et les expériences futures sur les échantillons de Hayabusa2, ainsi que sur d'autres météorites ».