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Une comète passe « sur le billard » des astronomes

Crédits : Gerald Rhemann

Profitant du passage de la comète 45P près de la Terre au début de l’année 2017, des chercheurs ont effectué un examen astronomique approfondi de son noyau glacé. De quoi nous en apprendre sur l’histoire des comètes, et de notre système.

Comme un médecin analysant les signes vitaux d’un(e) patient(e), une équipe d’astronomes s’est ici attelée à mesurer les niveaux de neuf gaz libérés par le noyau glacé dans l’atmosphère mince de la comète 45P, lors de son passage près de la Terre au début de l’année dernière. Tous ces gaz proviennent en effet du méli-mélo de glaces, de roches et de poussière qui composent le noyau. Un véritable « registre cosmique » contenant des indices sur l’histoire de la comète, son évolution, et plus largement, sur l’histoire de notre Système solaire.

« Les comètes conservent un registre des conditions du Système solaire, mais les astronomes pensent que certaines comètes pourraient préserver cette histoire plus complètement que d’autres », explique Michael DiSanti, astronome au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, dans le Maryland. La comète — officiellement nommée 45 P/Honda-Mrkos-Pajdušáková — appartient à la famille des comètes dites « à courte période », des orbiteurs fréquents qui tournent autour du Soleil environ tous les cinq à sept ans. On en sait beaucoup moins sur les glaces indigènes de ce groupe que sur les comètes « long-courriers » en provenance du nuage d’Oort, loin, très loin dans le Système solaire.

Pour identifier ces glaces indigènes, les astronomes recherchent des empreintes chimiques dans la partie infrarouge du spectre, au-delà de la lumière visible. Pour ce faire, les chercheurs se sont appuyés sur le spectrographe à haute résolution iSHELL, récemment installé à Hawaii. Avec un tel instrument, les chercheurs peuvent observer de nombreuses comètes autrefois considérées comme « trop faibles ». La gamme spectrale de l’instrument permet de détecter de nombreuses glaces vaporisées à la fois. Le spectrographe possède également une puissance de résolution assez élevée pour séparer les empreintes digitales infrarouges qui se rapprochent dans la longueur d’onde. Ceci est particulièrement nécessaire dans le cas du monoxyde de carbone et du méthane, leurs empreintes ayant tendance à se chevaucher.

Pendant deux jours, lors de son passage au plus près du Soleil, l’équipe a donc pu effectuer des mesures jusqu’ici impossibles des niveaux d’eau, de monoxyde de carbone, de méthane et de six autres glaces indigènes. Les résultats ont, certes, aidé à combler certaines lacunes, mais ils ont également soulevé de nouvelles questions.

Ceux-ci révèlent en effet des niveaux de monoxyde de carbone très bas, quasi inexistants. En soi, cela ne serait pas trop surprenant, car le monoxyde de carbone s’échappe facilement dans l’espace lorsque le Soleil réchauffe une comète. Mais le méthane est presque aussi susceptible de s’échapper, donc un objet sans monoxyde de carbone devrait avoir peu de méthane. 45P, cependant, est riche en méthane. Il est possible que celui-ci se soit retrouvé piégé à l’intérieur d’autres glaces, mais les chercheurs proposent autre chose : le monoxyde de carbone pourrait avoir réagi avec l’hydrogène pour former du méthanol. L’équipe a constaté que 45 P avait en effet une part plus grande que la moyenne de méthanol congelé.

Quant à savoir quand cette réaction a eu lieu, c’est une autre question. Le méthanol s’est-il formé sur des grains de glace primordiale avant la formation de 45 P ? En d’autres termes, la comète a-t-elle toujours été ainsi ? Ou bien, les niveaux de monoxyde de carbone et de méthanol ont-ils évolué au fil du temps ? « Ceux qui étudient les comètes sont comme des archéologues qui étudient de vieux échantillons pour comprendre le passé », explique Boncho Bonev, de l’American University. « Nous voulons distinguer les comètes telles qu’elles se sont formées du traitement qu’elles ont pu subir, séparer les reliques historiques d’une contamination ultérieure ».

L’équipe envisage maintenant de répondre à ces questions en étudiant d’autres comètes de ce type. 45P a été la première des cinq comètes de courte période à être étudiée en 2017 et en 2018. Les comètes 2P/ Encke et 41 P/ Tuttle-Giacobini-Kresak sont également ​​suivies. L’été prochain fera place à 21 P/ Giacobini-Zinner. Ce mois-ci, 46 P/ Wirtanen devrait également rester à moins de 16 millions de kilomètres de la Terre.

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