Header

SHOCKS

PI - Marco DELBO, Cassiopée, UMR6202, Nice

Shocks in the solar system : the role of thermal and collisional processes in the formation of the regolith on celestial minor bodies and other fine particles

Co-PI - Guy LIBOUREL, CRPG, UMR 7358, Nancy

Les particules fines sont omniprésentes tout au long de l’histoire du Système Solaire. Elles nous fournissent des informations sur la formation et la nature des corps célestes solides. Cependant, leur mode de formation demeurent toujours énigmati- que. Le but de ce projet est de progresser dans notre compréhension de ce problème fondamen- tal. Du fait des implications interdisciplinaires et de la complexité scientifique mise en jeu, deux labo- ratoires, l’un travaillant dans les domaines astro- physiques (Cassiopée, UMR 6202, Nice), l’autre travaillant dans le domaine des Sciences de la Terre (Centre de Recherches Pétrographiques et Géochimiques, UPR 2300, Nancy), ont décidé de mettre en commun leurs ressources et leurs com- pétences afin de créer une initiative scientifique unique pour s’attaquer à ce problème. Deux types de particules représentatives qui se sont formées à différentes époques de l’évolution du Système Solaire seront étudiées : i) le régolithe observé à la surface des astéroïdes, du fait de son lien avec la formation et l’évolution des briques planétaires, et ii) les chondres qui constituent un composant majeur des météorites primitives, car ils offrent un aperçu unique des processus qui se sont produits durant la formation du Système Solaire à partir de son disque d’accrétion. Les deux environnements nécessitant des événements hautement énergéti- ques, nous explorerons les rôles relatifs des chocs thermiques et des chocs produits par les impacts dans la formation de ces particules. Quelle est l’efficacité de la fatigue thermique résultant des cycles de température jour/nuit pour fragmenter et réduire en poussière les roches exposées à la surface des astéroïdes ? Quelle est l’efficacité du processus de formation de cratère par impact pour produire le régolithe ? Les chocs produits par les impacts entre planétésimaux durant la phase pré- coce du Système Solaire sont-ils pertinents pour expliquer la formation des chondres ? Quelles sont les conditions d’impacts qui conduisent à la forma- tion des chondres et sont-elles en accord avec les contraintes fournies par les modèles dynamiques du Système Solaire dans sa phase précoce ? Fina- lement, en général, quel est le rôle fondamental joué par les processus de choc dans la produc- tion des particules fines pendant toute l’histoire du Système Solaire ? Ces questions fondamentales de premier ordre, parmi d’autres, sont maintenant accessibles grâce à tous les développements analytiques, expérimentaux et numériques qui ont été effectués ces dernières années dans les deux laboratoires partenaires de cette proposition. La percée majeure vient du couplage des observa- tions à différentes échelles (depuis le sol, l’espace, et sur les météorites) avec les nouvelles expérien- ces originales de fatigue thermique et d’impact énergétiques, et leurs simulations avec les codes numériques les plus sophistiqués. A son terme, ce projet fournira une nouvelle compréhension des processus de formation et des propriétés des particules fines au cours de l’histoire du Système Solaire. Cette connaissance aura de plus une importance majeure dans la préparation et dans l’interprétation des données des missions spa- tiales dédiées à la visite et/ou au retour d’échan- tillon de surfaces des corps célestes (e.g. Dawn, OSIRIS-Rex, Hayabusa, MarcoPolo-R, ...). Le financement par l’ANR est essentiel pour fournir le soutien nécessaire à cette approche innovante et multidisciplinaire caractérisée par la combinaison d’expertises concernant les météorites primitives, les expériences en laboratoire, la mécanique et la modélisation numérique. Ainsi, nous pouvons anticipé que cette initiative stimulera de nombreux développements nouveaux combinant ces diffé- rentes disciplines et des interactions fructueuses entre les différentes communautés impliquées.