Cela fait des milliers d’années que les Homo sapiens savent que des pierres semblent tomber du ciel. Mais ce n’est qu’au XVIIIe siècle, notamment avec Lavoisier, que l’on commence à faire l’analyse de leur composition chimique ; c’est aussi au début du XIXe siècle que leur étude scientifique complète a débuté à la suite de l’enquête faite en 1803 sur la chute de la météorite de l’Aigle en France par le physicien astronome et mathématicien Jean-Baptiste Biot à l’Académie des Sciences de Paris. Le physicien allemand Ernst Chladni (1756-1827), fondateur de l’acoustique, est, quant à lui, le premier à écrire que les météorites sont des roches originaires du Système solaire attirées par le champ gravitationnel de la Terre où, en entrant dans son atmosphère à grande vitesse, elles s’échauffent par frottement en devenant lumineuses.

Nous en avons appris beaucoup plus sur les météorites depuis une centaine d’années grâce, notamment, à l’essor de la spectrométrie de masse et de la conquête spatiale. Nous savons maintenant qu’elles sont des mémoires de la formation du Système solaire et que beaucoup d’entre elles proviennent des astéroïdes de la fameuse ceinture principale entre Mars et Jupiter, certaines, plus rares, étant d’origine lunaire et martienne.

Une conférence tout public par Jérôme Gattacceca, directeur de recherche CNRS, équipe Terre & Planète, lors du Printemps des Sciences. Les météorites sont des roches extraterrestres qui parviennent à la surface de la Terre. Au-delà de cette définition simple se cache une histoire complexe et des implications scientifiques importantes pour la connaissance de notre Système solaire. D’où viennent-elles ? Quand se sont-elles formées ? De quoi sont-elles constituées ? Que nous apprennent-elles ? Où et comment les trouver ? Cette conférence tentera d’apporter des réponses à ces questions et sera aussi l’occasion de présenter le projet national de détection de météorites par caméra (projet FRIPON). © CEREGE

Une nouvelle classe de météorites chondritiques

Une classification a été progressivement constituée et plusieurs chasseurs de météorites parcours les déserts sur Terre en quête de ces messages célestes en espérant qu’ils nous livrent des secrets sur l’origine des planètes, de l’eau et de la vie sur Terre.

Parfois, leurs découvertes permettent d’aider à révéler et explorer de nouvelles classes de météorites. C’est ce qui est arrivé à Jean Redelsperger, un collectionneur et vendeur de météorites français, qui a contacté Futura pour nous parler d’une de ses trouvailles qui attirent en ce moment l’attention de la communauté scientifique notamment parce qu’elle appartient à nouvelle classe très rare de météorites chondritiques appelée CT3. « Accompagné de mes amis marocains, j’ai eu la chance de pouvoir aller sur le terrain et d’enregistrer le point GPS qui a servi pour la classification de cette météorite » . © Jean Redelsperger

Jean Redelsperger a ainsi expliqué à Futura qu’il avait « eu la chance de faire classifier une météorite qui s’est avérée être une météorite carbonée très rare. Cette météorite s’appelle Chwichiya 002, elle a été découverte dans le Sahara occidental, et a été classifiée comme étant une C3.00 ung.

C’est la classification la plus primitive pour une météorite carbonée. Cette météorite a été très peu chauffée, n’a presque pas eu d’altération aqueuse sur le corps parent. Elle intéresse donc au plus haut point la communauté scientifique.

De nombreuses analyses ont été faites sur cette météorite et d’autres sont en cours. Mais on peut dire d’ores et déjà que cette météorite fait partie des rares météorites au monde qui ont une concentration de grains pré-solaires élevés et que, d’autre part, on a trouvé très peu de matière organique dans cette météorite, signe d’une météorite extrêmement primitive.

Cette météorite pourra nous aider à comprendre les premiers instants du Système solaire. J’aimerais faire partager cela avec le grand public » .

Le fragment principale de Chwichiya 002. © Jean Redelsperger

Une météorite, cousine des astéroïdes Ryugu et Bennu ?

On peut en apprendre plus sur cette météorite sur le site du collectionneur où une page explique que Chwichiya 002 a été découverte sous la forme de nombreux petits fragments (certains avec de la croûte de fusion) au Maroc en 2018 près du village de Haouza dans une zone de concentration appelée Chwichiya.

Les premières analyses des échantillons ont été menées par Jérôme Gattacceca du Centre de recherche et d’enseignement multidisciplinaire international, le Cerege. Elles ont montré au début que l’on était en présence d’une chondrite ordinaire carbonée de type C3.00 ungrouped, c’est le type le plus primitif que l’on ait jamais trouvé à ce jour.

Des analyses complémentaires menées ensuite par différents laboratoires du monde entier « indiquent une relation possible entre Chwichiya 002 et les échantillons renvoyés de l’astéroïde de type C-162173 Ryugu par Hayabusa2, et ceux qui seront renvoyés de l’astéroïde de type B 101955 Bennu par Osiris-REx en 2023 » , expliquait Jean Redelsperger sur son site il y a quelques années.

Une coupe de Chwichiya 002. Les chondres sont bien visibles mais pas les grains pré-solaires. © Jean Redelsperger

De fascinants grains pré-solaires

Quelques dizaines de grains pré-solaires ont été identifiés dans les échantillons. C’est une bonne occasion de faire plus ample connaissance avec ces objets fascinants qui ont été découverts dans plusieurs météorites dont la météorite de Murchison, une chondrite carbonée comme celle d’Allende et qui fait l’objet de l’attention des cosmochimistes et exobiologistes depuis longtemps. Elle doit son nom au fait qu’elle est tombée près de la petite ville de Murchison, en Australie, en 1969. Au fil des années, plus de 70 acides aminés y ont été découverts, tous présents dans les protéines de la vie telle qu’on la connaît sur Terre.

Les grains pré-solaires sont des matériaux solides qui se sont condensés en grains, non pas dans le disque protoplanétaire de gaz 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 atmosphères stellaires d’étoiles existant avant lui et dont ils ont été éjectés en fin de vie pour se retrouver dans le milieu interstellaire, puis dans la nébuleuse protosolaire à l’origine du Système solaire.

Dans cette vidéo, Philipp Heck explique en détail comment des grains pré-solaires ont été extraits de la météorite de Murchison. Ce sont les plus anciens matériaux solides jamais trouvés, et ils nous racontent comment les étoiles se sont formées dans notre Galaxie. Ce sont des échantillons solides d’étoiles, de la vraie poussière d’étoile. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l’écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement » . Choisissez « Français » . © Field Museum

Les grains pré-solaires, une mémoire de l’histoire des étoiles

Précisons un peu les propos de Philipp Heck dans la vidéo ci-dessus en les replaçant dans le contexte de ce que l’on sait sur la naissance des étoiles et des planètes dans des nuages moléculaires géants, denses et froids, qui s’effondrent gravitationnellement lorsque certaines conditions sont remplies dans la Voie lactée. Ces nuages se fragmentent en cœurs plus denses comme en globules de Bok, des concentrations de gaz à une dizaine de kelvins contenant quelques dizaines de masses solaires et environ 1 % de poussières silicatées.

Dans ces cœurs, le processus d’effondrement et de fragmentation peut se poursuivre, donnant des étoiles généralement binaires, au moins initialement, et parfois multiples. Ces processus, lors de la formation d’une protoétoile et d’un disque protoplanétaire l’entourant, compriment gravitationnellement le mélange de gaz et de poussières qui s’échauffe, vaporisant les grains entourés d’une gangue de glace. Le disque protoplanétaire finit par se refroidir et de nouvelles poussières naissent, celles-ci vont constituer le matériau primitif à l’origine des planètes que l’on retrouve dans les plus anciennes météorites.

Une présentation des recherches sur les grains pré-solaires par Philipp Heck. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l’écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement » . Choisissez « Français » . © Field Museum

C’est ce qui s’est passé dans le cas du Système solaire il y a donc environ 4,5 à 4,6 milliards d’année. Toutefois, certains grains pré-solaires que l’on trouve aussi dans des comètes sont particulièrement réfractaires et résistants, de sorte qu’ils ont survécu en gardant la mémoire de leur naissance, antérieure à celle du Soleil. Les cosmochimistes peuvent donc les faire parler pour qu’ils livrent des détails de leur odyssée dans le milieu interstellaire. La compréhension de ce milieu est importante parce qu’il fait partie d’un cycle dans lequel des étoiles naissent dans les nuages moléculaires, éjectent des poussières qu’elles fabriquent en fin de vie, ainsi que les noyaux lourds que la nucléosynthèse stellaire a produit, à l’occasion des évènements violents que sont les novae et les supernovae. Tous ces matériaux donneront naissance ensuite à d’autres étoiles, des planètes, et se retrouveront même sous la forme des atomes de notre corps.

L’origine des grains pré-solaires présents dans le nuage moléculaire à l’origine du disque protoplanétaire d’où est né le Système solaire. Ces grains fossiles peuvent être retrouvés dans les astéroïdes, les comètes et les météorites. © Larry Nittler

Dans notre Galaxie, les principales sources de production de poussières sont les supernovae, ainsi que les étoiles ayant quitté la séquence principale (qui décrit l’histoire de la vie des étoiles) pour être conduites par leur courbe d’évolution sur ce qu’on appelle la branche asymptotique des géantes (BAG ou, en anglais AGB pour Asymptotic Giant Branch). Notre Soleil s’engagera aussi sur cette voie au moment où il deviendra une géante rouge, dans cinq milliards d’années environ.

Pour ceux qui veulent plus de détails sur les grains pré-solaires et leur étude, voici une conférence de Ian Lyon, de l’Université de Manchester, donnée en avril 2016 à Vilnius, en Lituanie. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l’écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement » . Choisissez « Français » . © Ideas in Science

Source de l’article : Futura, Le média qui explore le monde