Effets du rayonnement cosmique galactique sur les petits corps glacés du système solaire externe : indices pour la formation de la matière organique des micrométéorites antarctiques ultra-carbonées

par M. Basile Augé (GANIL)

vendredi 30 juin 2017, 14:00 → 15:00 Europe/Paris

Auditorium (LAPP)

Plusieurs campagnes de collecte de matières extraterrestres dans les neiges Antarctiques bordant la station franco-italienne Concordia par l’équipe d’Astrophysique du solide du CSNSM (Orsay) ont permis de découvrir deux nouvelles familles de micrométéorites : les micrométéorites non fondues à grains fins poreux et les micrométéorites ultra-carbonées (UCAMMs). Ces dernières sont exceptionnelles tant du point de vue de leur rareté que de leur composition structurale, chimique et isotopique. Par exemple, la matière organique représente au moins 50% de la masse de ces poussières, contre 5% en masse pour les météorites carbonées, tout en présentant une incorporation d’azote inédite avec des rapports N/C pouvant atteindre 20%. Ces micrométéorites sont le résultat de processus physiques complexes dont la compréhension est indispensable. Il a été postulé qu’elles proviendraient d’un corps parent orbitant au-delà de la ligne des glaces de l’azote, au niveau du nuage d’Oort à plus de 20 000 fois la distance Terre-Soleil, dont la surface aurait une composition similaire aux objets transneptuniens. L’interaction entre le rayonnement cosmique galactique baignant cet endroit et la surface de ce corps parent, puis sa lente sublimation lors de son injection dans le système solaire interne aurait produit un précurseur de ces UCAMMs. Des expériences ont été menées au GANIL (Grand Accélérateur National d’Ions Lourds, Caen) afin de tester ce scenario de formation. Les premiers résultats ont mis en évidence qu’une glace d’azote et de méthane irradiée forme du HCN qui polymérise lorsqu’elle est chauffée jusqu’à température ambiante. Les spectres infrarouge des résidus ainsi obtenus sont très proches de celui d’une UCAMM et la similitude est encore meilleure lorsque les résidus sont chauffés jusqu’à 300 °C ; afin de reproduire la rentrée atmosphérique de la matière. Ces irradiations ont couvert un temps équivalent d’exposition dans le système solaire externe s’étalant de 15 à 285 millions d’années et ont consolidé le scénario de formation de cette matière extraterrestre atypique. De prochaines expériences viendront le compléter, en s’intéressant notamment à la compréhension de l’enrichissement isotopique de cette matière organique.

Transparents 20170630_SeminaireMicrometeorites_BasileAuge.pdf