Un mystère de l’astronomie moderne a été résolu avec l’aide de apprentissage automatique: selon les experts d’une nouvelle étude, l’astéroïde Bennu a une surface similaire au “sable de plage” en raison de la présence de roches extrêmement poreuses qui se compriment face à un impact, absorbant le choc sans se fragmenter.
La recherche répond à une question présente depuis le début des études sur l’astéroïde : les images faites par observation ont toujours indiqué une surface sablonneuse, mais le retour de l’engin spatial qui a emmené la sonde OSIRIS-Rex vers l’astéroïde, avec un rayon d’environ 260 mètres, a montré qu’il était encombré de grandes formations rocheuses, ce qui a semé la confusion parmi les experts.
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L’astéroïde Bennu a une apparence sablonneuse, mais est en fait rempli de roches à haute porosité (Image : Image : NASA/Handout)
Selon une nouvelle étude publiée dans la revue Naturecependant, les deux impressions sont correctes : Saverio Cambioni, l’un des membres originaux de la mission OSIRIS-Rex, est celui qui a dirigé l’étude, avec Dante Lauretta, professeur de sciences planétaires à l’Université d’Arizona.
“Le ‘REx’ dans ‘OSIRIS-REx’ signifie ‘Regolith Explorer’, donc cartographier et caractériser la surface de l’astéroïde était l’objectif principal”, a déclaré Lauretta. “Le vaisseau spatial a collecté des données haute résolution sur toute la surface de Bennu, jusqu’à trois millimètres de terrain par pixel à certains endroits. En plus de l’intérêt scientifique, l’absence de régolithe raffiné est devenue un défi pour la mission elle-même, car la sonde a été créée pour collecter ce type de matériau.
A cette époque, la confusion était déjà en place, puisque, même sans régolithe détecté à la surface, la NASA a détecté des processus capables de traiter les roches jusqu’à ce qu’elles prennent cette forme. En d’autres termes : la science a dit que quelque chose était là, mais la science a aussi montré que quelque chose n’était pas là. Et c’est là qu’intervient l’étude :
“Lorsque les premières images de Bennu sont arrivées, nous avons remarqué que certaines zones n’avaient pas une résolution suffisamment élevée pour voir ce que nous voyions comme de petites roches ou du régolithe. Nous avons donc utilisé notre approche d’apprentissage automatique pour séparer l’un de l’autre par le biais d’émissions thermiques infrarouges », a déclaré Cambioni.
En cela est venue la réponse : comme l’émission thermique des régolithes et des pierres est différente (la première est basée sur la porosité, tandis que la seconde est dictée par la taille des particules), Cambioni, qui était étudiant diplômé lors de la mission d’origine, mais est aujourd’hui un spécialiste postdoctoral au Massachusetts Institute of Technology (MIT), a pu déterminer la raison de cette disparité des données.
En gros, des roches très poreuses font ressembler la surface de Bennu à du « sable de plage ».
La méthode sous-jacente était relativement simple : tout d’abord, les scientifiques ont créé une base de données de lectures thermiques associées aux régolithes, comprenant également des données sur les émissions des roches de porosité variable. Ensuite, ils ont « appris » au système d’intelligence artificielle à différencier les deux exemples pour, enfin, appliquer tout cet apprentissage dans 122 zones distinctes de l’astéroïde Bennu, compte tenu des observations faites de jour et de nuit.
Une fois l’analyse terminée, l’équipe est arrivée à la conclusion que le petit régolithe présent sur l’astéroïde n’était pas distribué au hasard, mais était plutôt moins évident dans les zones où les roches étaient plus poreuses – dans la plupart des cas, c’était en surface.
Cela a conduit à la preuve que peu de régolithe est produit sur Bennu simplement parce que les roches poreuses sont “pressées” par des impacts contre des météores et d’autres corps – normalement, elles seraient dispersées. “Fondamentalement, une grande partie de l’énergie d’impact est dépensée pour” presser “les lacunes dans les roches poreuses, inhibant leur fragmentation et, par conséquent, la production de nouveaux régolithes”, a déclaré Chrysa Avdellidou, co-auteure de l’étude et chercheuse postdoctorale à le Centre Lagrange pour la Recherche Scientifique, France.
Concrètement : les roches poreuses absorbent l’impact des chocs, se compriment et forment une sorte de « coussin », au lieu d’être brisées en morceaux. Ceci, également, combiné au fait que les variations thermiques entre le jour et la nuit dans la rotation de l’astéroïde impactent moins les roches, puisque les interstices de porosité dissipent le froid et la chaleur sans qu’ils ne provoquent de fissures.
L’étude est intéressante, étant donné que le vaisseau spatial OSIRIS-REx devrait revenir sur Terre en 2023, avec des échantillons plus cohérents, qui peuvent être physiquement analysés par les scientifiques de la NASA. Et, armés de cette nouvelle recherche, ils auront une autre piste d’étude à considérer au cours de ce processus.
