Mission Dawn : deux hypothèses sur l’origine de l’astéroïde Vesta

Une étude parue dans Nature Astronomy révèle deux hypothèses sur l’origine complexe et la structure de Vesta, deuxième plus grand corps de la ceinture d’astéroïdes entre Mars et Jupiter. 

Vesta, deuxième plus grand corps de la ceinture d’astéroïdes entre Mars et Jupiter, est un témoin précieux de l’histoire précoce du système solaire. Couverte de roches magmatiques produites au cours des premiers millions d’années qui ont suivi la condensation de la nébuleuse primitive, Vesta a le potentiel de nous renseigner sur la formation et la différenciation interne des premières protoplanètes, ‘briques de base’ de la construction planétaire ultérieure. 

Les données collectées par la sonde Dawn de la NASA qui a orbité Vesta de juillet 2011 à septembre 2012, fournissant des premières réponses concernant la structure interne de l’astéroïde. Cependant, ces données à elles seules offrent encore un large éventail de possibilités quant à l’état de différenciation du corps. 

Pour aller plus loin il est nécessaire de mieux préciser le moment d’inertie, un paramètre difficile à mesurer avec précision sur un corps de la taille et de la complexité topographique de Vesta. C’est dans ce contexte qu’une nouvelle estimation du moment d’inertie de Vesta a pu être déduite à partir du suivi Doppler de Dawn via le Deep Space Network et les données d’imagerie embarquées lors de son séjour autour de l’astéroïde.

Origine de la protoplanète Vesta : deux scénarios possibles 

Ces nouvelles mesures suggèrent que l’intérieur de Vesta présente une stratification de densité beaucoup plus limitée que celle déterminée précédemment. Vesta n’est donc pas totalement différenciée, il est composé d’une croute, d’un manteau et d’un petit noyau. 

Deux scénarios permettant d’expliquer les observations sont proposés. Dans le premier, l’intérieur de Vesta n’a pas subi de différenciation complète en raison d’une accrétion « tardive ». Dans ce cas, la migration de liquides magmatiques vers la surface transporte la source de chaleur, le radioélément ²⁶Al, privant l’intérieur de l’astéroïde d’une capacité à fondre davantage. Il est démontré que cette hypothèse est cohérente avec les contraintes géochimiques des roches magmatiques de la surface dans le cadre d’une composition globale « chondritique » (proche de celle de la nébuleuse). 

Dans le deuxième scénario, Vesta pourrait être un vestige d’un corps différencié plus grand, qui aurait subi une grande collision, puis se serait réaccrété avec une composition globale qui n’est pas forcement chondritique. 

Ces nouveaux résultats montrent que Vesta n’a pas connu de différenciation complète, soulignant la complexité des processus à l’œuvre dans le système solaire précoce avec des interactions complexes entre le moment d’accrétion, la redistribution de l’²⁶Al, l’évolution thermique, et/ou les processus d’impact. 

Laboratoires CNRS impliqués

• Institut de Recherche en Astrophysique et planétologie (IRAP – OMP) – Tutelles : CNRS / CNES / Université de Toulouse
• Laboratoire Temps Espace (LTE – Obs Paris) – Tutelles : CNRS / Observatoire de Paris – PSL / LNE / Sorbonne Université / Université de Lille

Ressource complémentaire

• Publication scientifique : Park, R.S., Ermakov, A.I., Konopliv, A.S. et al. A small core in Vesta inferred from Dawn’s observations. Nat Astron (2025). 

Contact IRAP

• Michael Toplis, michael.toplis@univ-toulouse.fr