Les échantillons de Ryugu livrent leurs premiers secrets
Les premières analyses des échantillons prélevés sur l'astéroïde primitif Ryugu, auxquelles contribue l'instrument MicrOmega développé à l'IAS, ont permis une première caractérisation des propriétés physico-chimiques des grains.
En décembre 2020, la mission Hayabusa2 de la JAXA a rapporté sur Terre plus de 5 grammes d’échantillons collectés en deux sites sur l'astéroïde carboné Ryugu, une première dans l'exploration spatiale ! Ces objets renferment potentiellement du matériau encore témoin des conditions et des processus de formation et d’évolution primordiale du Système Solaire. En outre, les échantillons collectés à la surface de Ryugu ont été préservés de tout contact avec l'environnement terrestre jusqu’à leur stockage au sein de la « curation facility » ultra-propre de l’ISAS/JAXA, à Sagamihara au Japon. Ils constituent donc une collection sans équivalent dans nos laboratoires.
Une caractérisation globale de ces échantillons est actuellement réalisée au sein même de cette facilité. Ces analyses permettent une première détermination des caractéristiques physiques et compositionnelles des grains à l’aide d’une balance de très grande précision, d’un microscope optique, d’un spectromètre ponctuel proche-IR et, ce qui n’avait jamais été réalisé auparavant, d’un microscope hyperspectral opérant dans le proche-IR, grâce à l’instrument MicrOmega, développé par l'IAS à Orsay, qui participe, à distance, aux acquisitions elles-mêmes. Ces premières analyses, ainsi réalisées de manière parfaitement non-invasive et non-destructive, sans aucun contact, traitement ni préparation, en atmosphère d’azote sec contrôlée, sont essentielles et uniques, en ce qu’elles sont effectuées sur l'ensemble des échantillons, qu’elles caractérisent jusqu’aux échelles microscopiques. Elles permettent également de faire le lien entre les observations réalisées à distance par la sonde et les caractérisations plus fines réalisées en laboratoire sur des grains extraits de la collection.
MicrOmega, qui couple l'imagerie à petite échelle (quelques dizaines de microns) à la spectroscopie, dans un domaine de longueurs d’onde permettant d’identifier dans chacun des pixels de l’image les constituants principaux, minéraux et organiques en particulier, a permis des avancées majeures. Les résultats ont montré que les échantillons collectés étaient bien représentatifs de Ryugu, et qu’à échelle macroscopique, ils sont constitués d’une matrice hydratée très sombre (réflectance < 3%) dans laquelle sont piégés des composés organiques. Aux échelles submillimétriques en revanche, des inclusions de composition distinctes ont été identifiées, dont des grains de carbonate, pour certains enrichis en fer, avec des tailles jusqu'à plusieurs centaines de micromètres. Les analyses ont également révélé la présence de composés azotés, ainsi que d'autres phases provenant d’altération aqueuse.
Deux articles parus dans Nature Astronomy retracent ces premiers résultats (Yada et al. 2021 et Pilorget et al. 2021).
Les premières caractérisations des échantillons collectés sur Ryugu dans la Curation Facility mettent ainsi en évidence la richesse de cette collection qui a préservé une partie des composés primordiaux. Grâce à leur caractérisation au sein de la Curation Facility, des grains sélectionnés ont été extraits et distribués à des équipes dites "Analytical Teams" internationales. L'IAS est également impliquée dans ces analyses, en particulier au travers de caractérisations IR réalisées au synchrotron Soleil. Enfin, les caractérisations se poursuivent au sein de la Curation Facility avec pour objectif d'établir un catalogue de grains accessibles à la communauté scientifique la plus large, au travers d'un appel d'offre qui sera lancé avant l’été 2022.
Contacts : Cédric Pilorget, Jean-Pierre Bibring, Rosario Brunetto
