23 Mai 2017

Tchouri soulève la question des conditions de formation des comètes

Le spectromètre de masse ROSINA de la mission Rosetta n’en finit pas d’alimenter les découvertes : les comètes n’ont pas pu se former comme il est généralement admis.

Une hypothèse remise en cause

Une équipe internationale de chercheurs dirigée par l’astrophysicien Olivier Mousis (Laboratoire d’Astrophysique de Marseille, CNRS/Université Aix-Marseille) et soutenue par le CNES, a analysé pendant 2 ans les données fournies par l’instrument ROSINA. Leurs conclusions font état de 2 hypothèses qui remettent en cause la possibilité d’une accrétion rapide des comètes dès le début de la formation de la nébuleuse protosolaire qui était l’hypothèse retenue jusqu’alors.

1/ Les conditions de formation des comètes demeurent largement inconnues. Quelles nouvelles hypothèses avancez-vous ?

Olivier Mousis. Nos travaux concluent que 67P/Churyumov-Gerasimenko ou son corps parent ne peuvent s’être formés rapidement et avoir conservé les espèces volatiles observées dans la coma de la comète. Nous avançons 2 hypothèses. Soit la comète ou son corps parent ont commencé à se former en même temps que la nébuleuse protosolaire mais se sont agrégés lentement. Soit la croissance de ces objets a été très rapide mais ils ont dû se former entre 2,2 et 7,7 millions d’années après l’apparition de la nébuleuse protosolaire, le temps qu’elle se refroidisse suffisamment.

2/ Quelles observations vous ont conduits à ces conclusions ?

O.M. C’est la première fois qu’une sonde spatiale parvient à se satelliser autour d’une comète et à mesurer d’aussi près la composition des gaz qui en émanent. Les gaz qui s’échappent de la coma de 67P/Churyumov-Gerasimenko comme le monoxyde de carbone, l’azote et l’argon, sont très volatils. Ils n’ont pu être piégés à l’état solide qu’à très basse température, de l’ordre de 20 à 30K (-253,15°C à -243,15°C). Or, Tchouri, comme toutes les comètes observées, n’est pas une boule de neige mais une boule de poussières. Nous savons que les éléments radiogéniques présents comme l’aluminium 26 et le fer 60 produisent de la chaleur en se désintégrant, comme sur la Terre. Si cette désintégration radiogénique avait eu lieu rapidement après la formation de la comète, la glace aurait fondu et les gaz que nous observons aujourd’hui auraient disparu.

3/ En quoi votre méthode d’analyse diffère-t-elle de recherches précédentes ?

O.M. Une comète comme 67P/Churyumov-Gerasimenko est probablement issue de la collision lente entre 2 corps qui se sont formés indépendamment l’un de l’autre. Les lobes primordiaux proviennent soit de la condensation de petits grains de glace soit de débris nés de la destruction de corps parents plus gros. Nous avons simulé l’influence du chauffage radiogénique sur la structure de corps glacés de tailles comprises entre celles des lobes de Tchouri (2,6 km de long) et de la comète Hale-Bopp (70 km). Dans les années 2000, les recherches ne prenaient pas en compte l’influence du chauffage radiogénique sur l’évolution chimique des comètes.

4/ Privilégiez-vous une de vos hypothèses ?

O.M. Non, mais les résultats sont formels. Nous avons 2 hypothèses que seul un retour d’échantillons permettrait de départager. Mais c’est une autre aventure !

Olivier Moussis

Olivier Mousis
© Olivier Mousis

 

 

 

De haut en bas : évolution temporelle du profil de température dans un petit corps possédant une taille de 2,6 km et constitué d’un mélange de poussières réfractaires et de glaces cristallines, avec des retards de formation de 0, 1 et 2 millions d’années après l’apparition de la nébuleuse protosolaire.
© d'après O. Mousis et al.

Comète

Qu'est-ce qu'une comète ?

Une comète est un petit corps céleste en orbite autour d’une étoile, le Soleil dans le système solaire. Elle est composée d’un noyau de glace et de poussière.

Quand ce noyau se rapproche du Soleil, il dégage des jets de gaz et de poussières qui forment la chevelure ou coma. La coma est souvent prolongée de deux trainées lumineuses, également composées de gaz et de poussières. Ce sont les queues de la comète qui peuvent s’étendre sur plusieurs dizaines de millions de km.


Référence de la publication

O. Mousis, A. Drouard, P. Vernazza, J. I. Lunine, M., Monnereau, R. Maggiolo, K. Altwegg, H. Balsiger, J.-J. Berthelier, G. Cessateur, J. De Keyser, S. A. Fuselier, S. Gasc, A. Korth, T. Le Deun, U. Mall, B. Marty, H. Rème, M. Rubin, C.-Y. Tzou, J. H. Waite, and P. Wurz, (2017), Impact of radiogenic heating on the formation conditions of comet 67P/Churyumov-Gerasimenko, The Astrophysical Journal Letters, 839:L4.

Contacts

  • Olivier Mousis, Laboratoire d’Astrophysique de Marseille : olivier.mousis at lam.fr
  • Francis Rocard, responsable du programme exploration du Système solaire au CNES : rocard at cnes.fr

Voir aussi

Le projet Rosetta