En tant que corps le plus grand de la ceinture d'astéroïdes, Cérès a longtemps été une source de fascination pour les astronomes. En plus d'être le seul astéroïde suffisamment grand pour être arrondi sous sa propre gravité, c'est également la seule planète mineure à être trouvée dans l'orbite de Neptune. Et avec l'arrivée du Aube sonde autour de Ceres en mars 2015, nous avons eu droit à un flux constant de découvertes scientifiques sur cette protoplanète.
La dernière trouvaille, qui est venue comme une surprise, concerne la composition de la planète. Contrairement à ce que l'on soupçonnait auparavant, de nouvelles preuves montrent que Cérès possède d'importants dépôts de glace d'eau près de sa surface. Ceci et d'autres preuves suggèrent que sous sa surface rocheuse et glacée, Ceres possède des dépôts d'eau liquide qui auraient pu jouer un rôle majeur dans son évolution.
Ces preuves ont été présentées lors de la réunion de 2016 de l'American Geophysical Union, qui a débuté le lundi 12 décembre à San Fransisco. Au milieu des milliers de séminaires qui ont détaillé les plus grandes découvertes faites au cours de l'année écoulée dans les domaines de l'espace et des sciences de la Terre - qui comprenaient des mises à jour de la mission Curiosity - les membres de l'équipe de la mission Dawn ont partagé les résultats de leurs recherches, qui ont été récemment publiées dans Science.
Intitulée «Glace d'eau étendue dans le régolithe altéré de Ceres: preuves de la spectroscopie nucléaire», l'étude de l'équipe de la mission détaille comment les données recueillies par Dawn’s Le détecteur de rayons gamma et de neutrons (GRaND) a déterminé les concentrations d'hydrogène, de fer et de potassium dans la croûte de Ceres. Ce faisant, il a pu imposer des contraintes sur la teneur en glace de la planète et sur la façon dont la surface était probablement altérée par l’eau liquide à l’intérieur de Cérès.
En bref, l’instrument GRaND a détecté des niveaux élevés d’hydrogène dans la structure la plus élevée de Ceres (10% en poids), qui sont apparus le plus en évidence aux latitudes moyennes. Ces lectures concordaient avec de vastes étendues de glace d'eau. Les données GRaND ont également montré qu'au lieu de se composer d'une couche de glace solide, la glace était susceptible de prendre la forme d'un mélange poreux de matériaux rocheux (dans lequel la glace remplit les pores).
Auparavant, on pensait que la glace n’existait que dans certaines régions cratérisées de Cérès et résultait des impacts qui ont déposé de la glace d’eau au cours de la longue histoire de Cérès. Mais comme Thomas Prettyman - l'investigateur principal de l'instrument GRaND de Dawn - l'a déclaré dans un communiqué de presse de la NASA, les scientifiques repensent maintenant cette position:
«Sur Ceres, la glace n'est pas seulement localisée à quelques cratères. C’est partout et plus près de la surface avec des latitudes plus élevées. Ces résultats confirment les prédictions faites il y a près de trois décennies selon lesquelles la glace peut survivre pendant des milliards d'années juste sous la surface de Cérès. Les preuves renforcent les arguments en faveur de la présence de glace d'eau près de la surface sur d'autres astéroïdes de la ceinture principale. »
Les concentrations de fer, de potassium et de carbone détectées par l'instrument GRaND soutiennent également la théorie selon laquelle la surface de Ceres a été altérée par l'eau liquide à l'intérieur. Fondamentalement, les scientifiques théorisent que la décomposition des éléments radioactifs à l'intérieur de Cérès a créé suffisamment de chaleur pour que la structure de la protoplanète fasse la différence entre un intérieur rocheux et une enveloppe extérieure glacée - ce qui a également permis à des minéraux comme ceux observés de se déposer à la surface.
De même, une deuxième étude réalisée par des chercheurs de l’Institut Max Planck de recherche solaire a examiné des centaines de cratères ombragés en permanence situés dans l’hémisphère nord de Cérès. Selon cette étude, parue récemment dans Astronomie de la nature, ces cratères sont des «pièges à froid», où les températures chutent à moins de 11o K (-163 ° C; -260 ° F), empêchant ainsi toutes les quantités de glace, sauf les plus petites, de se transformer en vapeur et de s'échapper.
Dans dix de ces cratères, l'équipe de chercheurs a trouvé des dépôts de matériaux brillants, rappelant ce que Aube repéré dans le cratère de l'Occator. Et dans celui qui était partiellement ensoleillé, Dawn’s Un spectromètre de cartographie infrarouge a confirmé la présence de glace. Cela suggère que la glace d'eau est stockée dans les cratères plus foncés de Ceres d'une manière similaire à ce qui a été observé autour des régions polaires de Mercure et de la Lune.
L'origine de cette eau (c'est-à-dire si elle a été déposée ou non par des météores) reste un mystère. Mais quoi qu'il en soit, cela montre que les molécules d'eau sur Cérès pourraient se déplacer des latitudes moyennes plus chaudes vers les régions polaires plus froides et plus sombres. Cela donne plus de poids à la théorie selon laquelle Ceres pourrait avoir une atmosphère de vapeur d'eau ténue, qui a été suggérée en 2012-13 sur la base de preuves obtenues par l'Observatoire spatial Herschel.
Tout cela fait de Ceres une protoplanète aqueuse et géologiquement active, qui pourrait fournir des indices sur la façon dont la vie existait il y a des milliards d'années. Comme Carol Raymond, enquêteur principal adjoint de la mission Dawn, l'a également expliqué dans le communiqué de presse de la NASA:
«Ces études soutiennent l'idée que la glace s'est séparée de la roche au début de l'histoire de Ceres, formant une couche crustale riche en glace, et que la glace est restée près de la surface au cours de l'histoire du système solaire. En trouvant des corps riches en eau dans un passé lointain, nous pouvons découvrir des indices quant à l'endroit où la vie a pu exister dans le système solaire primitif. »
En juillet, Dawn a commencé sa phase de mission étendue, qui consiste à conduire plusieurs autres orbites de Cérès. À l'heure actuelle, il vole sur une orbite elliptique à une distance de plus de 7 200 km (4 500 mi) de la protoplanète. Le vaisseau spatial devrait fonctionner jusqu'en 2017, restant un satellite perpétuel de Cérès jusqu'à la fin.
