The European Space Agency’s (ESA) Rosetta mission was launched in 2004 to rendezvous with comet 67P/Churyumov-Gerasimenko in 2014. In its journey to the comet, it had three Earth and one Mars gravity assist and two asteroids, (2867) Steins and (21) Lutetia, flybys. Rosetta spacecraft flew by Lutetia on July 10th, 2010, with a closest approach distance of 3170 km and a relative velocity of 15 km/s. The images taken by Optical, Spectroscopic and Infrared Remote Imaging System OSIRIS cameras onboard reveal an object with dimensions of about 120x100 km, complex geology and very high asteroid densities. Lutetia seems a very old object with irregular shape result of collisional history. Some smooth younger areas have been also observed. The asteroid lifelong bombardment produced several big craters (tens of kilometers in dimension, up to 55km), and many different generation of smaller craters. The North Pole region is covered by a thick layer of fine dust (regolith), seen to flow in major landslides, generated by impact-induced seismic activity.

Figure 1 : Gauche Images de l’approche (de 500 000 km à 40 000 km) de l’asteroide (21) Lutetia prises par OSIRIS à bord de Rosetta (Courtesy ESA/ agences DLR, CNES, ASI, MEC et SNSB). Droite : La surface de (21) Lutetia. Dans ce cratère de 21 km de diamètre on observe des glissements de terrain, de gros rochers isolés, des rides dues à des éboulements, et des expositions de roche cohérente. (Courtesy ESA/ agences DLR, CNES, ASI, MEC et SNSB). Cliquer sur l’image pour l’agrandir

Sparsely, the presence inside some big craters of boulders, apparently dark, indicates a complex impact mechanism. The images display reflectance (albedo) variations and a great richness of different structures : pits, craters chains, ridges, scarps and wide younger terrains. Thus Lutetia appears likely a remnant of the primordial planetesimal population. Its geologically complex surface, the surface age and high density suggest that Lutetia is most likely a remnant primordial planetesimal from which all the planets of the Solar System were built, 4.5 billion years ago. The spectra obtained with the Visible, Infrared and Thermal Imaging Spectrometer VIRTIS on the observed north hemisphere, show no absorption features, of silicates or hydrated minerals. The maximum temperature is 245 kelvin and, from theoretical model, it becomes evident that the asteroid surface is covered by powdery regolith. The spectra are in good agreement with primordial carbonaceous (and estatic chondritic) meteorites.

Figure 2 : Spectre VIRTIS dans le domaine 0.5-2.4 micron (en bleu) en comparaison avec des spectres de metéorites (carbonacées et chondrites estatites) (Courtesy ESA/ agences ASI, CNES, & DLR). Cliquer sur l’image pour l’agrandir

However, after the Rosetta flyby, Lutetia’s composition remains a puzzle. A controversy surrounding the classification of Lutetia (is it type C or type M) has arisen due to problems reconciling each proposed class with Lutetia’s properties. In the last several years, lively discussions have taken place on this topic among worthwhile experts. Detailed examination of all the available data reveals that this asteroid is different from all the other known asteroids observed up to now by ground and visited by previous spacecraft. Scientists reanalyzed all the available ground-based observations taken in the last 30 years utilizing many different techniques together with data obtained by Rosetta spacecraft and Herschel and Spitzer space telescopes, all providing important constraints. Rosetta benefitted from the support of CNES The Surface Composition and Temperature of Asteroid 21 Lutetia as Observed by Rosetta/VIRTIS Paris Observatory co-authors : Stéphane Erard, Marie-Antonietta Barucci, Dominique Bockelée-Morvan, Michel Combes, Jacques Crovisier, Pierre Drossart, Thérèse Encrenaz, Didier Tiphène Images of Asteroid 21 Lutetia : A Remnant Planetesimal from the Early Solar System Paris Observatory co-authors : Marie-Antonietta Barucci, Sonia Fornasier, Cédric Leyrat Contact Antonella Barucci (Observatoire de Paris-LESIA, CNRS, Universite Pierre et Marie Curie, Universite Paris Diderot) Cell. +33.601355129 Stéphane Erard (Observatoire de Paris-LESIA, CNRS, Universite Pierre et Marie Curie, Universite Paris Diderot)

Dernière modification le 4 mars 2013

La mission Rosetta de l’Agence Spatiale Européenne (ESA) a été lancée en 2004 pour un rendez-vous avec la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko en 2014. Au cours de son voyage vers la comète, la sonde a effectué trois survols de la Terre et un de Mars pour profiter de leur assistance gravitationnelle, et a survolé deux astéroïdes, (2867) Steins et (21) Lutetia. Rosetta a approché Lutetia le 10 Juillet 2010 à une distance de 3170 km avec une vitesse relative de 15 km/s. Les images obtenues par la caméra OSIRIS (Optical, Spectroscopic and Infrared Remote Imaging System) révèlent un objet d’environ 120x100 km à la géologie complexe et d’une densité très élevée pour un astéroïde. La forme irrégulière de Lutetia semble résulter d’une longue histoire collisionnelle : le bombardement par des astéroïdes plus petits a produit de nombreux cratères de plusieurs dizaines de kilomètres, jusqu’à 55 km. Néanmoins, certaines régions jeunes, très lisses, sont également présentes. La région du pôle Nord est ainsi couverte par une épaisse couche de régolite où se développent des glissements de terrain importants, sous l’effet de l’activité sismique liée aux impacts.

Figure 1 : Gauche Images de l’approche (de 500 000 km à 40 000 km) de l’asteroide (21) Lutetia prises par OSIRIS à bord de Rosetta (Courtesy ESA/ agences DLR, CNES, ASI, MEC et SNSB). Droite : La surface de (21) Lutetia. Dans ce cratère de 21 km de diamètre on observe des glissements de terrain, de gros rochers isolés, des rides dues à des éboulements, et des expositions de roche cohérente. (Courtesy ESA/ agences DLR, CNES, ASI, MEC et SNSB). Cliquer sur l’image pour l’agrandir

La présence à l’intérieur des cratères de gros rochers isolés indique un mécanisme d’impact complexe. Les images montrent des variations d’albédo notables et une grande variété de structures géologiques : puits, chaînes de cratères, crêtes, escarpements et larges plaines récentes. Sa géologie complexe, l’âge de la surface et la densité élevée suggèrent que Lutetia est probablement un vestige des planétésimaux qui ont formé les planètes du Système solaire il y a 4,5 milliards d’années. Les spectres obtenus avec l’instrument VIRTIS (Visible, Infrared and Thermal Imaging Spectrometer) sur l’hémisphère nord ne montrent aucune absorption minéralogique, en particulier silicates ferreux ou minéraux hydratés. La température maximale mesurée est de 245 K ; la comparaison avec des modèles théoriques implique que la surface de l’astéroïde est recouverte d’un régolite épais, très isolant. Les spectres sont compatibles avec une composition similaire à celles de certaines météorites primordiales, chondrites carbonées ou chondrites à enstatite.

Figure 2 : Spectre VIRTIS dans le domaine 0.5-2.4 micron (en bleu) en comparaison avec des spectres de metéorites (carbonacées et chondrites estatites) (Courtesy ESA/ agences ASI, CNES, & DLR). Cliquer sur l’image pour l’agrandir

Cependant, après le survol de Rosetta la composition de Lutetia reste une énigme. La valeur intermédiaire de l’albédo et les propriétés spectrales observées depuis la Terre ou des télescopes orbitaux (Herschel et Spitzer) ont conduit à des discussions animées entre experts ces dernières années, les informations disponibles ne permettant pas de distinguer entre une composition carbonée (objet primitif) ou métallique (noyau d’un planétésimal différentié, puis pulvérisé). L’ensemble des données disponibles montre que Lutetia est différent de tous les astéroïdes observés jusqu’à présent depuis la Terre ou visités par des sondes spatiales. Rosetta a bénéficié du soutien du CNES The Surface Composition and Temperature of Asteroid 21 Lutetia as Observed by Rosetta/VIRTIS Paris Observatory co-authors : Stéphane Erard, Marie-Antonietta Barucci, Dominique Bockelée-Morvan, Michel Combes, Jacques Crovisier, Pierre Drossart, Thérèse Encrenaz, Didier Tiphène Images of Asteroid 21 Lutetia : A Remnant Planetesimal from the Early Solar System Paris Observatory co-authors : Marie-Antonietta Barucci, Sonia Fornasier, Cédric Leyrat Contact Antonella Barucci (Observatoire de Paris-LESIA, CNRS, Universite Pierre et Marie Curie, Universite Paris Diderot) Cell. +33.601355129 Stéphane Erard (Observatoire de Paris-LESIA, CNRS, Universite Pierre et Marie Curie, Universite Paris Diderot)

Dernière modification le 22 février 2013