Une place au soleil
Lorsqu'une météorite traverse l'espace, les rayons du soleil laissent des traces sur sa couche la plus externe. Une équipe dirigée par le chercheur de l'ETH Antoine Roth a mis au point une nouvelle technique d'analyse qui révèle ces traces et permet de reconstituer le voyage spatial de la météorite.
Le petit caillou discret analysé avec des méthodes de haute technologie s'appelle Jiddat al Harasis 466. Il a parcouru un long chemin avant d'entrer dans l'atmosphère terrestre et d'atterrir dans le désert d'Oman. "Nous supposons que Jiddat al Harasis 466 s'est formé il y a quatre millions d'années comme débris d'une collision entre deux gros morceaux dans la ceinture d'astéro?des entre Mars et Jupiter", explique Antoine Roth, chercheur à l'Institut de géochimie et de pétrologie de l'ETH Zurich. La pierre a fait rapidement le voyage de la ceinture d'astéro?des à la Terre. En entrant dans l'atmosphère, elle a été fortement chauffée et a perdu une grande partie de son matériau. Le morceau, qui avait à l'origine un rayon de deux centimètres, a fini par devenir une météorite monocentrique.
Jiddat al Harasis 466 est l'une des 25 petites météorites que Roth a sélectionnées pour son étude, qui est maintenant publiée dans la revue Meteoritics and Planetary Science. Pour obtenir des détails sur le passé des échantillons, il a recherché le néon. Ce gaz rare peut être produit par un rayonnement solaire à haute énergie, par exemple en fendant des atomes de magnésium dans la roche. Si les chercheurs savent quelle quantité de néon a été produite par les rayons cosmiques solaires, ils peuvent déterminer à quelle distance du soleil et pendant combien de temps la météorite a voyagé dans l'espace. "C'est comme si l'on pouvait estimer si des amis ont passé leurs vacances sur une plage ensoleillée ou dans une ville froide en raison de leur teint bronzé ou clair", explique Roth, qui est également membre du P?le de recherche national page externePlanetS est.
Auparavant, le néon produit par le rayonnement cosmique solaire était trouvé dans les météorites martiennes, mais pas dans les chondrites ordinaires, appelées chondrites, qui proviennent de la ceinture d'astéro?des. " C'est peut-être le résultat d'une sélection unilatérale des échantillons ", suppose Roth, " car le néon produit par le rayonnement solaire est mieux préservé lorsque les météorites ont déjà un petit rayon avant d'entrer dans l'atmosphère, et ces morceaux ne sont étudiés que lorsqu'ils appartiennent à une classe inhabituelle ou rare." Comme les rayons cosmiques solaires ne pénètrent que de quelques centimètres dans le matériau rocheux, le néon des échantillons de grande taille est érodé pendant l'entrée dans l'atmosphère. En revanche, dans le cas de petits morceaux, le gaz rare peut être conservé au centre.
Météorites du musée de Berne
En cherchant des petites météorites, le scientifique est tombé sur la riche collection du Musée d'histoire naturelle de Berne, qui a coordonné différentes opérations de recherche de météorites à Oman. A l'aide d'un laser infrarouge et d'un spectromètre de masse, les chercheurs de l'Université de Berne ont pu extraire le néon des échantillons et mesurer sa concentration isotopique. Cela a permis aux scientifiques de déterminer la part de gaz Nobel réellement produite par le rayonnement cosmique solaire et non par le rayonnement cosmique galactique. Afin d'analyser les données mesurées et de déterminer le taux de production réel, Antoine Roth et ses collègues ont développé un nouveau modèle physique. Celui-ci permet également de déterminer la distance moyenne au Soleil à laquelle la météorite a été irradiée.
En conséquence, Roth a trouvé du néon produit par irradiation dans 4 des 25 chondrites examinées. Certains des échantillons qui ne contenaient pas le gaz rare recherché étaient probablement des fragments d'une pierre plus grande qui s'est désintégrée en entrant dans l'atmosphère. "Nos données montrent que le néon produit par le rayonnement cosmique solaire n'est pas l'apanage des météorites martiennes", conclut le chercheur de PlanetS. Dans une prochaine étude, il examinera des météorites de l'Antarctique collectées par la NASA. Comme il n'a besoin que de petits échantillons de moins de 10 grammes, il n'a pas été trop difficile d'obtenir le matériel correspondant, bien que les chondrites soient détruites lors de l'analyse.
Référence bibliographique
Roth A, Trappitsch R, Metzler K, Hofmann B, Leya I : Neon produced by solar cosmic rays in ordinary chondrites. Meteoritics & Planetary Science. DOI : page externe10.1111/maps.12868