Des macromolécules organiques détectées sur Chury par Rosetta

Alors que des composés organiques avaient déjà été détectés sur la comète 67P/ Churyumov-Gerasimenko par Philae sous forme de gaz, des composés organiques solides sous forme de macromolécules, viennent pour la première fois d’être identifiés dans des grains de poussière par Rosetta.

C’était sous forme de gaz de sublimation que Philae et l’instrument ROSINA de Rosetta avaient trouvé des molécules organiques provenant de 67P. Ici, c’est l’analyse in situ de grains de poussière récoltés par Rosetta en orbite de la comète qui a permis d’en isoler. Cette trouvaille a été effectuée avec l’instrument COmetary Secondary Ion Mass Analyser (COSIMA) dont nous avons parlé encore récemment.

Les macromolécules carbonées trouvées sont très similaires à la matière organique insoluble que l’on trouve dans les météorites de type chondrites carbonatées, mais avec une plus grande teneur en hydrogène.  Le gros plus de Rosetta ici est de pouvoir récolter les grains de poussière à basse vitesse, ce qui permet de les garder intacts. Depuis le début de sa mission autour de la comète, Rosetta a ainsi détecté environ 27000 particules solides dans le voisinage proche de 67P. Mais toutes ces particules n’ont pas été analysées : seulement 200 d’entre elles ont été passées au spectromètre de masse à temps de vol TOF-SIMS de COSIMA à bord de Rosetta, et montrent des morphologies et des compositions diverses.

Dans l’article publié cette semaine en ligne dans la revue Nature, l’équipe européenne exploitant COSIMA, dont de nombreux scientifiques français du CNRS et de plusieurs universités, présente les analyses du contenu organique de deux particules de poussière représentatives, qui ont été nommées par les chercheurs  « Kenneth » et « Juliette ». Kenneth a été attrapé en mai 2015 et Juliette en octobre 2015.

Hervé Cottin, co-auteur de l’étude, précise :”Notre analyse révèle la présence de carbone dans une forme bien plus complexe que ce qu’on pouvait attendre. Les molécules sont si complexes que l’on n’arrive pas à en donner la formule chimique exacte ou le nom correspondant. » Le carbone dans ces composés se retrouve mélangé avec d’autres éléments comme du sodium, du magnésium, de l’aluminium, du silicium, du calcium et du fer… La teneur en hydrogène est plus importante dans ces poussières que dans les échantillons de météorites provenant d’astéroïdes, du fait que les météorites subissent un échauffement plus important que  les comètes, qui elles peuvent garder leurs composés volatils plus longtemps.

Jusqu’à présent, les seuls composés organiques qui avaient été détectés sur Chury par les instruments de Philae et de Rosetta était des petites molécules très volatiles. Avec ces nouvelles détections, on est en présence de l’autre extrémité du spectre de masse avec des très grosses molécules. L’absence de molécules de taille intermédiaire fait penser aux chercheurs que les molécules légères et les macromolécules plus lourdes pourraient avoir une origine différente sur la comète. Il est certain que ces diverses molécules organiques sont les témoins de processus de formation précoces du système solaire, mais les spécialistes ne peuvent pas encore dire si ces grains de poussière organiques ont été produits dans le milieu interstellaire avant que ne s’agrège la nébuleuse protoplanétaire ou bien après que celle-ci n’ait formé l’embryon du système solaire sous la forme d’un disque de poussières et de gaz entourant le soleil naissant.

Ces résultats renforcent en tous cas l’image que l’on se fait aujourd’hui des comètes : des corps très primitifs, véritables reliques des époques les plus reculées de notre système planétaire, où existaient déjà des molécules organiques bien complexes.

Source :

High-molecular-weight organic matter in the particles of comet 67P/Churyumov–Gerasimenko

Nicolas Fray et al.

Nature online (September 7, 2016)

http://dx.doi.org/ 10.1038/nature19320

Illustrations :

1) Les grains "Kenneth" et "Juliette" analysés in situ par Rosetta (ESA/Rosetta/MPS for COSIMA Team, Fray et al.)

2) 67P/Churyumov-Gerasimenko imagée par Rosetta le 31 janvier 2015, en train d'expulser des particules de poussière et du gaz (ESA).