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Etude des propriétés physiques des astéroïdes

By Pierre Vernazza

Abstract

As the primitive, remnant building blocks of the solar system formation, asteroids offer clues to the chemical mixture from which the planets formed some 4.6 billion years ago. Their study will allow to constrain the models of the solar system formation. We deduce the mineralogical composition of asteroids by comparing their reflectance spectra with those of terrestrial and meteoritical samples. However, space weathering processes alter the optical properties of the asteroid surfaces. This alteration modifies the color of most asteroids but bot all. Thus, it appears fundamental to understand the effect of these processes on every type of meteorite in order to investigate in more detail the physical properties of asteroids. During my thesis, I used spectroscopy in order to the physical properties of main-belt asteroids and near-earth objects. The aim of the NEO survey has been to make a taxonomy of this population in order to determine the source(s) of re-supply of this population (maib-belt, comets). I also observed the Karin family, that formed 5.8 Myr ago from the breakup of a single parent body, in order to have some hints on the internal structure and composition of the parent body (homogeneous or differentiated). Finally, I observed the targets (Lutetia and Steins) of the Rosetta mission, as well as the two candidates (Ceres and Vesta) of the Dawn mission. These data will allow to perform a comparison with the results obtained in-situ. I also performed irradiation experiments in a laboratory in order to reproduce the solar wind effects on differents samples. These experiments allowed to build a space weathering model which can be used with different scattering laws (Hapke, Shkuratov). The irradiation of an eucrite allowed to suggest the presence of a magnetic field on Vesta. This prediction can be confirmed by ground based observation and/or by the Dawn mission.En tant que résidus primitifs de la formation du système solaire, les astéroïdes nous donnent une indication sur le mélange chimique à partir duquel les planètes se sont formées, il y a 4.6 milliards d'années. Leur étude permettra de contraindre les modèles de formation du système solaire. La composition minéralogique des astéroïdes est déduite de la comparaison de leurs spectres avec ceux d'échantillons terrestres et météoritiques. Cependant, des processus d'altération spatiale (ex : vent solaire) modifient les propriétés optiques de surface des astéroïdes. Ainsi, il est essentiel de caractériser les effets de ces processus sur tous les types de composition minéralogique afin d'investiguer plus en détails les propriétés physiques des astéroïdes. Au cours de ma thèse, j'ai utilisé la spectroscopie pour étudier la nature physique des astéroïdes de la ceinture principale et des géocroiseurs. J'ai observé des géocroiseurs, ainsi que la famille de Karin issue de la fragmentation d'un astéroïde il y a 5.8 millions d'années, et pu ainsi statuer sur l'homogénéité du corps parent. Enfin, j'ai observé les candidats de la mission Rosetta, ainsi que les deux candidats de la mission Dawn. Ces données permettront de faire une comparaison avec les résultats obtenus in-situ. Par ailleurs, j'ai effectué des expériences d'irradiation en laboratoire afin de reproduire les effets du vent solaire sur divers échantillons. Ces travaux ont permis de créer un modèle d'altération spatiale utilisable avec les modèles de réflectance. Enfin, l'irradiation d'une eucrite a permis de déduire la présence d'un champs magnétique sur Vesta

Topics: Meteorites, Solar Winds, Asteroids Crossing the Earth, astronomy, Asteroids, Astronomical Spectroscopy, Solar System, Spectroscopie astronomique, Système solaire, Astéroïdes croisant la Terre, Vents solaires, Astéroïdes, [PHYS.ASTR]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph]
Publisher: HAL CCSD
Year: 2006
OAI identifier: oai:HAL:tel-02071434v1
Provided by: Hal-Diderot
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