Des météores filmés

Lorsque qu’un météore venu de l’espace entre dans l’atmosphère de la Terre, il chauffe et produit une traînée lumineuse bien visible pendant la nuit; c’est ce qu’on appelle une étoile filante ou une boule de feu. Ce phénomène peut être enregistré avec des caméras automatiques. En combinant leurs images, on peut reconstituer la trajectoire de la météorite, calculer l’endroit où elle est tombée (voir l’article « Des caméras pour enregistrer les chutes de météorites en Oman »), et même déterminer sa provenance dans le système solaire.

Dans le désert d’Oman, des scientifiques ont placé des caméras automatiques. Ils ont pu observer un météore d’une masse d’environ 4 kilos entrer dans l’atmosphère terrestre avec une vitesse de 14 km/seconde. Sa trace lumineuse a commencé à presque 68 km d’altitude et s’est terminée à environ 30 km d’altitude, alors que le météore n’a plus qu’une vitesse de 7.36 km/seconde. Pendant sa chute, il a perdu de sa masse par fusion ou évaporation: seulement 50g ont survécu et seuls deux fragments (pesant 13.85 g et 8.21 g) ont été retrouvés sur le sol.

Image satellite montrant la trace lumineuse laissée par une météorite (trait noir) qui a duré 3.2 secondes. Ces observations ont permis de calculer sa trajectoire jusqu’à sa chute sur le sol via deux caméras (triangles noirs). Les interruptions visibles dans les traces (dans les ovales noirs) sont liées à un signal temporel qui permet de calculer sa vitesse ainsi que sa décélération. Image satellite: Landsat/Copernicus (2024).

D’où provient le météore ?

Grâce aux données de sa trajectoire, les scientifiques ont pu déterminer sa provenance dans le système solaire. Ce météore, appelé Al-Khadhaf, provient de la ceinture d’astéroïdes (une zone entre Mars et Jupiter), et plus précisément, de la partie inférieure qui appartient à une famille de corps célestes appelée Koronis.

En noir, l’orbite du météore Al-Khadhaf (calculée par Desert Fireball Network). L’orbite indique que le météore provient de la ceinture d’astéroïdes. AU = unité astronomique. Earth = Terre. Gas giants = géantes gazeuses (Jupiter et Saturne).

Établir un lien entre les observations de la chute et les météorites trouvées

Afin de prouver que les deux météorites trouvées sur le terrain sont celles à l’origine de la boule de feu observée avec les caméras, les scientifiques utilisent une méthode non-destructrice. On place les échantillons dans un spectromètre gamma et on mesure la désintégration de radionucléides, présents dans les deux météorites. Ceci permet alors de déterminer l’âge de la chute et ainsi, de faire un lien entre la trace lumineuse observée et les météorites trouvées au sol.

Spectrométrie gamma de deux échantillons de météorites trouvés. L’échantillon de gauche (23_0010) a été mesuré pendant 33 jours (27 avril – 30 mai, 2023) et celui de droite (23_0011) pendant 21 jours (4 avril – 27 avril, 2023). La présence des pics de courte durée confirment qu’il s’agit d’une chute récente.

Le type de météorite

Pour classer la météorite, les scientifiques ont dû en couper un morceau, produire une lame-mince polie de l’échantillon et analyser la composition chimique des minéraux qui la composent. Al-Khadhaf a donc été classée au sein des chondrites de type H, un des groupes les plus communs de météorites. La météorite est faiblement choquée, ce qui signifie qu’elle n’a pas subi de collision importante avec un autre objet dans l’espace.

Photos des deux échantillons d’Al-Khadhaf.
 

La largeur de l’échantillon 23-0010 (à gauche) est d’environ 3cm, et celle de l’échantillon 23-001 (à droite) est d’environ 2cm. Photos: Thomas Schüpbach.

 

L’âge d’exposition aux rayons cosmiques (CRE age) obtenu en millions d’années, permet de savoir quand le météore a été éjecté de la ceinture d’astéroïdes. Ici, il se situe dans le pic principal rouge. Chaque pic dans ce diagramme indique une collision entre l’objet et l’astéroïde. On voit aussi bien que les météorites de la plus récente collision sont plus abondantes car la plupart des fragments des plus anciennes collisions arrivés sur la Terre il y des dizaines de millions d’années ont depuis disparus avec l’érosion.

Le voyage dans l’espace

L’analyse du carbone-14 et des gaz nobles montrent que le météore était de petite taille, environ 10 cm de diamètre.  De plus, grâce à l’analyse de l’âge d’exposition aux rayons cosmiques, on a pu confirmer qu’une importante collision produite dans la ceinture d’astéroïdes il y a environ 9 millions d’années a éjecté un certain nombre de blocs hors de l’orbite de l’astéroïde, dont certains sont ensuite tombés sur notre planète.

L’exemple d’Al-Khadhaf, la première météorite trouvée avec l’aide d’un système de caméras en Oman, a démontré que grâce à l’observation de la trace lumineuse, on peut reconstituer la trajectoire de cet objet ainsi que sa provenance.

Lorsque plus d’échantillons provenant de la ceinture d’astéroïdes seront connus et étudiés, les scientifiques espèrent un jour produire une carte géologique de cette ceinture, une première dans le monde de l’étude des météorites.

 

→  Article scientifique disponible en full access: Zappatini, A., Gnos, E., Hofmann, B., Eggenberger, U., Kruttasch, P.M., Gfeller, F., Tauseef, M., Leya, I., Devillepoix, H.A.R., Sansom, E.K., Cupák, M., Deam, S.E., Stevenson, T.W.C., Jenniskens, P., Lindemann, S., Booz, B., Al-Muati, M.S., Al-Zakwani, A.A., Al-Ghafri, H.A., 2026. Al-Khadhaf: the first camera-observed (H5-6) meteorite fall from Oman. Meteoritics & Planetary Science, 61, 522-547. https:// doi: 10.1111/maps.70110.

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