Des échantillons de l’astéroïde Ryugu analysés par l’IAS
L'équipe Astrochimie et Origines de l'IAS, en collaboration avec la ligne SMIS du synchrotron SOLEIL, démarre l’analyse de plusieurs grains micrométriques de l'astéroïde Ryugu, notamment par micro-tomographie infrarouge à transformée de Fourier.
La mission de retour d’échantillons Hayabusa2 de la JAXA (Japon) est consacrée à l’étude de l'astéroïde géo-croiseur carboné (de type C) (162173) Ryugu. Il s’agit de déterminer sa composition, son origine, son histoire et ses liens éventuels avec les météorites collectées sur Terre d’une part, et avec les autres astéroïdes primitifs d’autre part. Après avoir caractérisé la surface de Ryugu (notamment avec l’instrument NIRS3 dont plusieurs chercheurs de l’IAS sont Co-Investigateurs), Hayabusa2 a effectué deux prélèvements de matière directement sur l’astéroïde. Après la récupération de la capsule en décembre 2020, les 5,5 g d’échantillons collectés ont été transportés vers l'installation de « curation » de la JAXA (ISAS, Sagamihara, Japon) pour y être triés, catalogués et pré-caractérisés par des techniques totalement non-destructives. Parmi ces techniques se trouve l’imagerie hyperspectrale dans le proche infrarouge (1—3.6 µm) réalisée grâce à l’instrument MicrOmega de l'équipe Planétologie de l’IAS. Cette phase est toujours en cours.
Une phase d’analyses préliminaires organisée par la JAXA a démarré en juin 2021. Elle implique un certain nombre d’équipes internationales organisées selon des objectifs scientifiques bien définis, tels que la détermination de la composition élémentaire et isotopique des échantillons, l’étude de la minéralogie et de la pétrologie des gros grains et des particules plus fines, l’analyse des composés volatils (extraits avant l’ouverture de la capsule), et enfin la caractérisation des composantes organiques soluble et insoluble extraites des grain collectés.
L'équipe Astrochimie et Origines de l'IAS, en collaboration avec la ligne SMIS du synchrotron SOLEIL, est impliquée dans l'analyse des grains de Ryugu, notamment grâce à la technique de micro-tomographie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) récemment implémentée à SOLEIL par l’IAS et SMIS. Nous faisons partie de l'équipe internationale d'analyses coordonnées au Japon par T. Nakamura (Université de Tohoku, Sendai) et notre contribution sera centrée principalement sur la micro-spectro-imagerie dans le moyen et lointain infrarouge (2—50 µm). Nous allons nous focaliser sur les interactions entre phases minérales et organiques (intimement mélangées dans les matériaux extraterrestres primitifs à des échelles sub-micrométriques) pour mieux comprendre la physico-chimie qui les relie. L’un de nos objectifs principaux sera la détection de matériaux hydratés et la reconstruction de l'histoire passée d’altération aqueuse de Ryugu. L'étude de ces petits échantillons nous apportera ainsi des informations précieuses sur les conditions de formation et les processus d'évolution de la matière dans la jeunesse du Système solaire.
Après un long voyage, quelques dizaines de petits grains de Ryugu sont enfin arrivés à l’IAS. L’équipe Astrochimie et Origines les a réceptionnés et une série de vérifications et de mesures préliminaires a démarré sur différents microscopes de l’IAS et de la ligne SMIS à SOLEIL (Figure 2). À la suite de cette première étape d’analyse, des grains seront sélectionnés pour être soudés sur des pointes métalliques selon un procédé original mis au point en collaboration avec D. Troadec (IEMN, Lille) et E. Héripré (CentraleSupélec, Saclay). Ces grains seront alors prêts pour l’étape suivante au cœur de nos travaux, la caractérisation par micro-tomographie infrarouge.
Contact à l’IAS : Rosario Brunetto
Figure 1. Image d’un grain micrométrique de Ryugu dans son porte-échantillon, prêt à être analysé par micro-spectroscopie FTIR.
Figure 2. Deux des microscopes FTIR utilisés à SOLEIL par les chercheur·euse·s de l’IAS pour l’analyse des grains de Ryugu. Le microscope à gauche est alimenté par la source synchrotron et mesure dans le moyen infrarouge. Le microscope à droite mesure dans le lointain infrarouge grâce à un détecteur bolomètre.
