La planète naine Cérès cacherait de l’eau sous sa surface

Cérès est le plus gros objet de la ceinture d’astéroïdes et la première planète naine jamais visitée. La sonde Dawn en a débuté l’exploration il y a tout juste un an. L’équipe de la mission vient de dévoiler des images en haute résolution de la surface de Cérès et revient sur les principales énigmes encore non résolues : ses mystérieux volcans, ses étranges taches lumineuses et, surtout, la présence d’eau sous sa surface.

Visitées pour la première fois en 2015, à quelques mois d’intervalle, chacune par une mission différente, les planètes naines Cérès et Pluton ont eu droit tour à tour à leur portrait, à l’occasion de la 47e LPSC (Lunar and Planetary Science Conference) qui s’est déroulée du 21 au 25 mars, au Texas. Des portraits incomplets certes, car les données les concernant sont toujours en cours de traitement et que leur géomorphologie est encore loin d’être totalement comprise.

Depuis un an que la sonde Dawn cartographie Cérès sous toutes les coutures à différentes altitudes, plusieurs questions demeurent sans réponse à propos de ce corps dominant de la ceinture principale d’astéroïdes. Beaucoup de ces interrogations concernent la dizaine de groupes de taches blanches éparses situées à la surface du petit globe de quelque 540 km de diamètre (voir la carte ici). D’autres sont axées sur la forme de certains cratères ou encore sur la formation du mont Ahuna, étrange édifice aux pentes très lisses qui semble s’être élevé brusquement.

Il y a du nouveau avec Occator, cratère de 92 km de diamètre et de 4 km de profondeur, qui abrite les taches les plus brillantes de la planète naine. Dans le cadre de l’orbite de cartographie à basse altitude (désormais à 385 km) commencée en décembre 2015, les scientifiques disposent de vues plus détaillées de ses reliefs internes. Sur des images moins exposées, on distingue ainsi, à l’intérieur de la tâche centrale, un dôme au sommet et aux flancs crevassés. Plusieurs fissures sont également visibles dans et autour de son environnement, blanchi vraisemblablement par des dépôts de sel. « La géométrie complexe à l’intérieur du cratère suggère une activité géologique dans un passé récent, a déclaré le planétologue Ralf Jaumann, du Centre aérospatial allemand (DLR), mais nous avons besoin de compléter la cartographie géologique détaillée du cratère afin de tester des hypothèses sur sa formation. »

Cérès hémisphère nord GRaND Dawn

La détection des neutrons avec l’instrument GRaND, de la sonde Dawn, dans l’hémisphère nord de Cérès indique une plus grande proportion d’hydrogène près des pôles qu’aux basses latitudes. Les mesures suggèrent une présence d’eau dans cette région polaire, sous la surface, à moins d’un mètre de profondeur. (Source : NASA/JPL-Caltech/UCLA/ASI/INAF)

Beaucoup moins célèbre, le petit cratère Oxo – 9 km de diamètre – arbore la deuxième tache la plus brillante de Cérès. Le matériau est surtout observé sur ses pentes et alentour comme des projections. Une partie de ses remparts apparaissent effondrés. Relativement jeune, il est, pour l’instant, le seul endroit en surface où de l’eau a été détectée. Celle-ci est peut-être liée aux minéraux ou a pu être excavée par les glissements de terrain.

Tout aussi étonnant, le cratère Haulani – 34 km de diamètre – possède lui aussi une des taches les plus remarquables. Ses contours bien définis laissent supposer qu’il a été récemment créé par un impact. Étudié dans le visible et l’infrarouge avec le spectromètre VIR, qui permet de cartographier la composition minéralogique en fonction de la lumière réfléchie par les matériaux, il se distingue très nettement de son environnement où domine un mélange de carbonates et phyllosilicates. « Les images en fausses couleurs de Haulani montrent que le matériau excavé par un impact est différent de la composition de la surface générale, note Maria Cristina de Sanctis, responsable de l’instrument VIR. La diversité des matériaux implique qu’il y a soit une couche mélangée en dessous, soit que c’est l’impact lui-même qui en a modifié les propriétés. »

Cérès cratère Haulani

Le cratère Haulani (34 km de diamètre) dans le visible et l’infrarouge. La première image, à gauche, indique les variations de luminosité. La seconde, au milieu, montre la minéralogie et la troisième, à droite, dévoile les différences de température de cette région (plus froid en bleu turquoise et plus chaud en rouge). (Source : NASA/JPL-Caltech)

Plus grand et plus ancien, Urvara – 170 km de diamètre – n’en est pas moins curieux. À la différence de bien d’autres cratères, celui-ci présente un double pic central. Quant à son plancher, il apparaît rugueux et laminé de plusieurs fissures quasi parallèles.

Un an après avoir commencé à faire connaissance avec Cérès, les scientifiques ont constaté qu’elle ne possédait pas autant de grands bassins d’impact qu’ils le suspectaient. Toutefois, les petits cratères sont globalement aussi nombreux que ce qu’ils attendaient.

Une carte en fausses couleurs nous invite à découvrir les relations entre les matériaux en surface et les reliefs. « Bien que les processus d’impact dominent la géologie en surface, nous avons identifié des variations de couleurs spécifiques qui indiquent des modifications importantes dues à une interaction complexe du processus d’impact et de la composition du sous-sol, indique Ralf Jaumann. En outre, cela donne une preuve qu’il existe une couche souterraine enrichie en glace et en volatiles ».

Cérès cratère Occator

Assemblage de trois images détaillées du cratère Occator (92 km de diamètre et 4 km de profondeur), prise par Dawn, à 385 km d’altitude. Il arbore les taches les plus brillantes de Cérès. La résolution est de 35 mètres par pixel. Au centre, on distingue un dôme crevassé au milieu de la fosse et une multitude de rayures tout autour et à travers le fond du cratère. (Source : NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA/PSI/LPI)

De leur côté, les données acquises depuis décembre 2015 avec l’instrument GRaND (Gamma Ray and Neutron Detector), lequel démasque la composition chimique superficielle par leur interaction avec les rayons cosmiques, indiquent une présence d’hydrogène de plus en plus marquée à mesure que l’on se rapproche des pôles. Cette mesure suggère que de grandes quantités d’eau s’y cachent. « Nos analyses vont tester une prédiction de longue date que de la glace d’eau peut survivre depuis des milliards d’années, juste sous la surface froide aux hautes latitudes », explique Tom Prettyman, le responsable du détecteur.

La planète naine la plus proche du Soleil (environ 415 millions de km, soit près de 3 fois plus éloignée que la Terre) est encore loin de nous avoir tout dit.

Source : Futura-Sciences

Vous pouvez consulter, sur le site d’Archipel des Sciences, les expositions « Initiation à l’astronomie« , « Question d’espace » et « Promenade spatiale au fil des ondes« , ainsi que la page Astronomie/Physique.

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