A la recherche des planétésimaux de notre système solaire – ORIGINS

Malgré les progrès de ces dernières décades, la formation des planètes demeure toujours la question clé de la planétologie, avec en filigrane la compréhension des processus d’accrétion des planétésimaux, ces corps primitifs formés par la coalescence de grains de poussière d’un disque protoplanétaire. Abordés de façon théorique, les modèles de formation planétaire butent de façon rédhibitoire sur l’absence de données de base comme par exemple la distribution des tailles des planétesimaux. ORIGINS vise à palier ce manque.

Sont-ils nés directement gros, avec des tailles d’une centaine de km ou étaient plus petits à l'origine? Quelles étaient la composition de ces planétésimaux? Dans le cas de notre système solaire, quel a été leur rôle dans les phases précoces de instabilité orbitale des planètes? Comment ont-ils été dispersés et implantés dans les régions internes du disque ?

Pour répondre à ces questions fondamentales sur l’origine, la formation et le rôle des planétésimaux dans notre système solaire, deux laboratoires français, l'un spécialisé dans l'étude de la formation et de la dynamique des corps célestes (Lagrange), l'autre dans leur caractérisation compositionnelle de ces objets (Lesia) se sont associés pour mettre au point et développer une nouvelle méthode d’observation directe des planétésimaux primitifs de notre système solaire. Notre technique consiste à faire un "nettoyage" de tous les familles d’astéroïdes résultant de collisions catastrophiques, opérant tout au long de l’histoire du Système Solaire, afin de révéler les planétésimaux primitifs. Nos résultats récents de la découverte de plusieurs objets primitifs dans une zone restreinte de la ceinture principale étant probants, nous proposons de généraliser cette technique à la population totale d'astéroïdes.

Combien de familles primordiales? L’âge de ces familles, leur nombre et leurs propriétés dynamiques, qui pourraient varier dans les différentes régions de la ceinture d'astéroïdes, sont autant de paramètres qui permettront de caractériser les phases d'instabilités des orbites des planètes de notre Système Solaire et leur chronologie.

Novatrice et ambitieuse, notre approche est basée sur l’excellence et la multidisciplinarité de notre consortium dans les domaines de la dynamique orbitale, des observations astronomiques, de la cosmochimie et de l'acquisition et l'exploitation massive de données. Outre les données de la littérature, on notera ici l’apport considerable (>10,000 astéroïdes) des observations spectroscopiques des astéroïdes de la mission spatiale Gaia de l'ESA, dans laquelle la France joue un rôle de premier plan, ainsi que l’ouverture de notre projet à la communauté des astronomes amateurs.

ORIGINS, outre son étude systématique des astéroïdes et l’identification des objets les plus primitifs, servira à la conception de nouveaux projets de missions spatiales consacrées à trouver, étudier et échantillonner les corps hébergeant la matière la plus primitive dans notre système solaire. Le soutien de l'ANR est bien sûr sollicité pour financer ce projet ambitieux, mais également pour contribuer à la formation d’une nouvelle génération de scientifiques et perpétuer, au niveau international, le rôle leader de la planétologie française.