De minuscules billes de roche chauffée auraient constitué l’essentiel de certains des tout premiers corps solides du Système solaire. En étudiant des météorites de fer, une équipe de l’université Yale a retrouvé la trace de ce tri très précoce entre la roche et la poussière riche en glace.
- Les premiers planétésimaux contenaient 83 à 92 % de chondres, de minuscules billes rocheuses chauffées.
- Ce tri entre roche et poussière glacée s'est opéré durant le premier million d'années du Système solaire.
- Des météorites de fer conservent des indices chimiques révélant la composition originelle de ces corps anciens.
Deux ingrédients, mais un mélange inégal
Autour du jeune Soleil circulaient notamment des chondres, petites sphères rocheuses formées à haute température, et une poussière fine appelée matrice, associée à de la glace d’eau et à des matières organiques. Ces matériaux ont participé à la formation des planétésimaux, les premiers corps à partir desquels les planètes ont pu se construire.
Les résultats de l’équipe suggèrent que certains de ces corps ont incorporé surtout des chondres. D’après ses calculs, ceux-ci représentaient 83 à 92 % de leur matériau initial, contre seulement 8 à 17 % de matrice. Ce déséquilibre serait apparu durant le premier million d’années du Système solaire.
ceux-ci représentaient 83 à 92 % de leur matériau initial, contre seulement 8 à 17 % de matrice
Des météorites de fer comme archives chimiques
Retrouver la composition de ces premiers corps pose un problème : ils ont ensuite entièrement fondu, effaçant la forme des grains qui les composaient. Les chercheurs ont donc examiné des météorites de fer issues de corps formés dans la région externe du Système solaire.
Ils ont utilisé deux indices chimiques indépendants. Le soufre est particulièrement présent dans la matrice ; l’état d’oxydation du fer renseigne, lui, sur la quantité de glace d’eau et de poussière oxydée incorporée au départ. Les deux indices conduisent à la même conclusion : les corps étudiés contenaient peu de matrice.
Une piste pour comprendre les chondres manquants
Les météorites rocheuses conservées montrent déjà une différence entre générations : les plus anciennes sont généralement plus riches en chondres que les plus récentes. La nouvelle étude fait remonter ce tri plus tôt dans l’histoire du Système solaire que ne le permettaient les observations précédentes.
Elle propose aussi une explication à la rareté actuelle des chondres les plus anciens : beaucoup auraient été piégés dans les premiers planétésimaux, puis leur structure aurait disparu lorsque ces corps ont fondu. À retenir : la formation des premiers corps solides ne semble pas avoir reposé sur un mélange uniforme des matériaux disponibles ; certains ont intégré massivement les grains de roche chauffée dès le départ.
Questions fréquentes
Comment les chercheurs ont-ils pu déterminer la composition de corps ayant entièrement fondu ?
Ils ont examiné des météorites de fer issues de ces corps et utilisé deux indices chimiques indépendants : la présence de soufre, particulièrement abondant dans la matrice, et l’état d’oxydation du fer, qui renseigne sur la quantité de glace d’eau et de poussière oxydée incorporée initialement.
Pourquoi les chondres les plus anciens sont-ils rares dans les météorites rocheuses actuelles ?
Beaucoup de chondres anciens auraient été piégés dans les premiers planétésimaux lors de leur formation. Leur structure aurait ensuite disparu lorsque ces corps ont entièrement fondu, les rendant difficiles à identifier dans les observations actuelles.
Quand ce déséquilibre entre chondres et matrice s'est-il produit ?
Ce tri aurait apparu durant le premier million d’années du Système solaire, selon les calculs de l’équipe de Yale.
