Quelle ne fut pas la surprise des spécialistes en observant en détails les images de la comète Tchouri effectuées par la sonde Rosetta : des dunes de sable ondulées y sont présentes, et elles ne peuvent être produites que par du vent, selon une étude de physiciens français.
L'Agence Spatiale Européenne propose cette visualisation des dernières trajectoires de Rosetta autour de sa comète préférée, avant le "GrandFinale", le grand plongeon, au vrai sens du terme, regardez plutôt! Fin prévue vendredi à 13h20 heure française (plus ou moins 20 minutes, l'heure exacte du crash sera affinée dans les dernières heures) Les opérations sont à suivre en direct ici : http://livestream.com/ESA/rosettagrandfinale
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.
Il était temps ! Rosetta vient de localiser l’atterrisseur Philae, dont on avait perdu la trace depuis son arrivée rocambolesque sur la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko. Il a fallu que la sonde s'approche à 2,7 km seulement de la surface de la comète pour que son imageur OSIRIS parvienne à produire cette image le 2 septembre dernier. Regardez, vous le voyez ? Mais si, à droite, au centre de l'image, dans l'ombre du gros rocher...
L'image a dû être traitée pour ajuster la dynamique du signal afin de pouvoir distinguer le robot, mais ça ne fait pas de doute, c'est bien lui. Sur cette image impressionnante, un pixel représente seulement 5 centimètres!
Regardez le zoom ci-dessous :
Le prochain rendez-vous pour Rosetta est son propre atterrissage/crash sur la comète, prévu le 30 septembre, notez le bien dès maintenant sur vos tablettes.
Trente jours avant son crash sur la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko en forme d'apothéose, la sonde Rosetta fait encore parler d'elle, ou du moins les données de ses instruments : une nouvelle publication révèle aujourd'hui, via des mesures inédites, la structure des particules de poussière de la comète, éclairant ainsi les processus qui ont formé le système solaire.
C'est désormais officiel, à la fin de sa mission en septembre prochain, Rosetta rejoindra son petit Philae pour l'éternité sur la surface de la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko. Mais le crash sera fait très "lentement", de manière à acquérir des dernières données au plus près de la surface du noyau cométaire.
L'Agence Spatiale Européenne (ESA) vient de prendre sa décision. La mission Rosetta étant financée que jusqu'en septembre 2016, il fallait trouver que faire de la sonde, toujours en orbite autour de la comète 67P et bénéficiant de toujours moins d'énergie en s'éloignant du soleil. C'est donc vers un "crash" très contrôlé de la sonde qu'ont convergé les spécialistes.Pour certains, c'est la plus belle fin de mission qu'on ait pu imaginer. On se rappelle l'émotion qui avait marqué l'atterrissage du module Philae le 12 novembre dernier. Il est sans nul doute que nous vivrons le même enthousiasme en septembre prochain quand nous découvrirons les images époustouflantes qui seront enregistrées au dernier moment avant le contact de Rosetta avec le sol de la comète...
Vue d'artiste de Rosetta auprès de 67P (ESA/ATG medialab/Rosetta/Navcam)
Le sort de la sonde Rosetta était discuté depuis plus d'un an, avant même l'atterrissage de Philae. Le directeur du vol, Andrea Accomazzo avait une préférence pour faire hiberner la sonde durant son périple au fin fond du système solaire et essayer de la remettre en vie dans quatre ou cinq an lorsque 67P reviendrait à proximité du soleil. Mais cette option a beaucoup de risque d'endommager l'électronique de la sonde à cause du froid intense et prolongé, sans compter que de nombreux chercheurs travaillant sur Rosetta depuis plus de 20 ans maintenant ne souhaitaient pas attendre 5 ans de plus pour finaliser cette belle mission. L'option du crash en douceur l'a donc emporté et les opérateurs de la sonde sont maintenant en train de plancher sur la meilleure façon de le faire.
Le survol le plus proche à ce jour de Rosetta était à 8 km de la surface, pour larguer le robot Philae. Les scientifiques de l'ESA pensent amener Rosetta à spiraler vers une altitude similaire en août prochain, puis de là parcourir des orbites elliptiques de plus en plus rapprochées, jusqu'au contact final.
Rosetta descendra plus lentement que ne l'a fait Philae, et pourra ainsi acquérir de nombreuses données et produire de belles images avec une résolution toujours meilleure. Lorsqu'elle ne sera plus qu'à 4 kilomètres de la surface, elle pourra distinguer grâce à son spectromètre ROSINA la nature des gaz émanent de chacun des deux lobes cométaires pour déterminer si leur composition chimique est différente.
A 500 m au dessus de la surface, les images produites avec l'imageur OSIRIS offrirons une résolution de 1 cm par pixel... De quoi étudier finement les propriétés du sol, en lien avec l'activité observée de plus haut lorsque la comète était au plus près du soleil.
La question importante que se posent les ingénieurs de l'ESA est jusqu'où Rosetta pourra-t-elle envoyer vers la Terre ses précieuses données durant sa descente ? Car une fois le sol touché, ç'en est définitivement fini. Toutes les transmissions de données doivent être terminées avant le crash. Les spécialistes sont donc en train de calculer quelles sont les meilleures trajectoires possibles, qui permettront que la sonde se trouve du bon côté de la comète par rapport à la Terre lors des derniers instants.
Une fois "posée" plus ou moins violemment sur 67P, Rosetta ne pourra évidemment plus orienter son antenne en direction de la Terre, et elle ne pourra plus non plus orienter ses panneaux solaires pour récupérer l'énergie vitale. Il est possible que la sonde puisse encore transmettre quelques données une fois au sol mais les chercheurs ne considèrent pas du tout cette option comme faisant partie du plan. Pour eux, le contact signe la fin de la mission.
Avant de parvenir à cet ultime plongeon, Rosetta poursuit en ce moment son étude de 67P en pouvant maintenant se rapprocher du noyau qui est de moins en moins actif en s'éloignant du soleil. Elle doit prioritairement faire des images pour comparer l'état de la comète avant/après son passage au périhélie. L'autre chantier qui attend Rosetta dans les mois d'hiver est l'observation de l'hémisphère sud de la comète qui n'était plus dans la lumière depuis le mois de mai et qui retournera dans l'ombre dès mars 2016... Elle devrait également essayer d'écouter d'éventuels signes de vie de Philae qui n'en a pas donné depuis juillet dernier.
Même si elle ne retrouve pas son contact, Rosetta finira dans tous les cas ses jours à quelques centaines de mètres de Philae, à ses côtés pour de très nombreuses années...
Parmi les nombreuses trouvailles effectuées par la sonde Rosetta sur la comète 67P/Chouryumov-Gerasimenko, il en est une étonnante qui concerne la surface du noyau cométaire : elle est pleine de trous, un vrai gruyère!
Une équipe de chercheurs européens exploitant les données multiples de Rosetta a publié il y a quelques semaines une étude consacrée à la structure de la surface de 67P dans la revue Nature et montre l’existence de nombreux gros trous dans le noyau cométaire: 18 exactement, de quoi faire un beau golf… Jean-Baptiste Vincent et ses collègues décrivent en détails ces trous étonnants visibles à la surface de Chury, qu’ils ont étudié de près grâce notamment aux images produites par l’instrument OSIRIS (Optical, Spectroscopic and Infrared Remote Imaging System) de Rosetta. C’est en cartographiant la surface de la comète que les chercheurs ont découvert la présence de ces 18 trous qui ont un diamètre de 200 mètres pour une profondeur d’environ 180 m. Leur morphologie est tout à fait singulière, de forme cylindrique avec une ouverture circulaire et des parois très abruptes. On n’ose imaginer si Philae avait fini sa course dans l’un de ces gros trous…
crédit : ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team
Qui plus est, ces trous paraissent actifs : les images des trous lorsqu’ils sont éclairés par la lumière solaire montrent un dégagement de poussières sous forme de jets, provenant de leurs parois ou bien de leur fond. La question que se posent les planétologues est bien sûr de savoir d’où viennent ces trous. Et l’équipe de J.B Vincent propose une hypothèse : ce seraient des trous d’effondrement. Ils se formeraient lorsque des matériaux de surface, plus denses que la structure sous-jacente s’effondreraient brutalement. Par ailleurs, il a été montré par l’équipe exploitant l’instrument Radio Science Investigation, que la densité moyenne du noyau cométaire de 67P n’était que de 0,47, soit deux fois moins que la densité de la glace. Et un autre instrument de Rosetta, le Grain Impact Analyser and Dust Accumulator avait mesuré quant à lui un ratio poussière/glace d’environ 4, ce qui laisse penser que ce sont des silicates et des matériaux organiques qui dominent largement la comète plutôt que de la glace. Cette donnée associée celle de la densité mène à la conclusion que 80% du volume de la comète est simplement du vide, ou en d’autres termes, que la comète est extrêmement poreuse, une grosse éponge… Les modèles de formation cométaire prédisent justement une forte porosité de leur structure interne, indiquant que les comètes se forment dans l’enfance du système solaire par agrégation de corps plus petits.
Les chercheurs montrent également dans leur étude que dans certaines zones de 67P, la surface est dominée par de vastes bassins très plats. Certains astronomes estiment qu’il peut s’agir de zones de sublimation très similaires à ce qui avait été observé sur une autre comète semblable à Chury, la comète Wild 2. On peut penser que ces bassins s’élargissent au fur et à mesure que leurs parois se subliment en dégazant, laissant derrière elles les particules non-volatiles qui viennent tapisser le fond du bassin.
Il vient alors à l’esprit des planétologues que peut-être que les grands trous observés par l’équipe de JB Vincent seraient les précurseurs de ses bassins de sublimation, qui s’agrandissent petit à petit par la sublimation de leurs parois. Ce qui est certain, c’est que la plupart des grands trous observés sur Chury se trouvent dans les mêmes zones que celles où se trouvent les vastes bassins.
ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team / J.B Vincent et al.
Ce qui étonne les astronomes, c'est qu'on ne trouve pas de tels bassins de sublimation sur d'autres comètes plus vieilles que Chury et Wild 2. Le point commun de Wild 2 et Chury est en effet leur "jeune âge", c'est à dire la courte durée depuis laquelle elles ont été perturbées gravitationnellement par Jupiter et se retrouvent depuis sur une orbite à même de faire sublimer leur noyau et de les rendre actives : à peine 60 ans, alors que des comètes du même type sur lesquelles on n'observe pas de bassins ou de trous seraient bien plus vieilles (comme par exemple les comètes Tempel 1 ou Hartley 2). Une réponse possible à cette petite énigme pourrait être que sur ces "vieilles" comètes, les bassins pourraient avoir été remplis de couches importantes de matériau non volatile accumulées au cours des phases de sublimation successives, réduisant par là-même leur taux d'activité actuel.
Chury/67P est passée à son périhélie il y a une semaine (son point le plus proche du Soleil), situé à 180 millions de km du Soleil, c'était le 13 août. Rosetta va continuer à lui tourner autour en récoltant de précieuses données encore pendant plus d’un an, le comité de programme scientifique de l’ESA venant de décider la prolongation de la mission jusqu’à fin septembre 2016. Les chercheurs espèrent pouvoir compter sur quelques données en provenance de Philae s’il daigne communiquer correctement un jour, ce qui ne semble pas acquis pour le moment. Peut-être pourrons nous assister à l'apparition de nouveaux trous à la surface de 67P ou bien à l'élargissement des 18 déjà observés.
La compréhension des phénomènes associés à la sublimation du noyau des comètes pourra permettre de mieux appréhender l'origine de leur formation, car on ne sait toujours pas comment se forment les comètes à deux lobes proéminents comme Chury/67P : par collision douce de deux noyaux cométaires ou bien par érosion/sublimation progressive...
Source :
Large heterogeneities in comet 67P as revealed by active pits from sinkhole collapse
Ne vous y trompez pas, ce n’est
pas un instrument de Philae qui
vient de déterminer la composition isotopique de l’eau de la comète Churyumov-Gerasimenko,
mais un instrument d’analyse embarqué sur Rosetta la sonde principale qui tourne toujours autour de la comète. Cet instrument est un spectromètre de
masse appelé ROSINA-DFMS (Rosetta Orbiter Sensor for Ion and Neutral
Analysis, Double Focusing Mass Spectrometer).
Churyumov-Gerasimenko en train de dégazer, vue par
Rosetta à 31 km de distance (ESA/Rosetta/Navcam)
Cet instrument permet de dénombrer les
différents isotopes (types différents de noyaux d’atomes d’un même élément), en calculant
des ratios, notamment pour l’hydrogène, le ratio D/H (la quantité relative de
deutérium par rapport à l’hydrogène).
Le deutérium diffère de
l’hydrogène « normal » par le fait que son noyau d’atome est deux
fois plus lourd : au lieu de ne comporter qu’un seul proton, le deutérium
se compose d’un proton plus un neutron. L’eau qui comporte une grande quantité
de deutérium en lieu et place de l’hydrogène au sein de la molécule H2O
est ce qu’on appelle l’eau lourde.
Le ratio D/H est une signature de l’origine
des molécules comportant de l’hydrogène. En effet, le deutérium ne peut pas
être produit comme ça dans le milieu interstellaire. Il est produit soit lors
de la nucléosynthèse primordiale dans les trois minutes qui ont suivi la
singularité initiale il y a 13,8 milliards d’années, ou bien lors d’une
nucléosynthèse stellaire, au cœur d’une étoile en train de fusionner son
hydrogène.
Ce que vient de montrer l’analyse
de ROSINA-DFMS, c’est que l’eau de
Chury comporte 3,5 fois plus de deutérium (le ratio D/H), que ce qu’on a en
moyenne dans l’eau de nos océans.
Une seule mesure de ce type avait
déjà pu être effectuée in situ auprès d’une comète, c’était dans la queue de la
célèbre comète de Halley, autour de
laquelle avait été envoyée la petite sonde européenne Giotto à la fin des années 1980.
La méthode appliquée par la sonde
Rosetta et son spectromètre de masse ROSINA-DFMS est similaire : il s’est
agi de récupérer du gaz en provenance de la surface de Chury puis de l’analyser
finement en « pesant » les molécules. ROSINA a la possibilité de
mesurer tous les rapports isotopiques dans l’eau indépendamment : D/H,
mais aussi les isotopes de l’oxygène 17O/16O et 18O/16O.
Et ROSINA est un capteur si sensible qu’il détecte le gaz émis par la sonde Rosetta
elle-même, environ 1 million de molécules par centimètre cube, où on y trouve
de l’eau (qui a un ratio D/H terrestre), ainsi que des molécules organiques (venant
de l’hydrazine, le carburant de la sonde), et des résidus fluorés provenant de la
graisse utilisée sur la sonde.
Le ratio D/H (et facteur d'enrichissement f) pour différents corps du système solaire, la valeur mesurée sur Chury est en rouge. Les losanges sont des mesures in situ (K. Altwegg et al.)
C’est à partir de la première
semaine du mois d’août 2014, quand Rosetta s’est rapprochée à moins de 100 km
de la surface de la comète que ROSINA-DFMS a pu entrer en action efficacement
et détecter les molécules d’eau venant vraiment de la comète.
Les résultats obtenus par
l’équipe internationale exploitant ROSINA (dont un nombre important de
chercheurs français), pour les rapports des différents isotopes de l’eau sont
publiés aujourd’hui en ligne dans la revue Science.
Les valeurs obtenues sont les
suivantes :
·D/H =
0,00053 +- 0,00007
·17O/16O = 0,00037 +-
0,00009
·18O/16O = 0,0018 +- 0,0002
Pour comparer différentes teneurs
en isotopes d’hydrogène, on utilise généralement une référence qui est le ratio
D/H de la nébuleuse protosolaire, qui est évalué d’une part par des mesures sur
l’atmosphère de Jupiter et d’autre part sur la photosphère du Soleil. Cette
valeur de référence de D/H est appelée (D/H)PSN (PSN signifiant protosolar nebula), et elle vaut (D/H)PSN
=0,000021, valeur très proche du ratio D/H du milieu
interstellaire, hors du système solaire.
La plupart des objets du système
solaire sont en fait enrichis en deutérium, leur ratio D/H est plus élevé
que (D/H)PSN. Les objets du
système solaire interne, comme la Terre, la Lune ou des météorites, sur
lesquels le ratio D/H a pu être mesuré, montrent une valeur environ 6 fois plus
forte que la référence de la nébuleuse protosolaire. Ce facteur par rapport à
la référence est ce que les astrophysiciens appellent le facteur d’enrichissement f. Le facteur d’enrichissement pour la
Terre vaut 7,1, mais pour toutes les comètes qui ont pu être analysées, ce
facteur est situé entre 10 et 20. Et la nouvelle valeur de
Churyumov-Gerasimenko vient poser de nouvelles questions, avec un facteur d’enrichissement
plus fort que toutes les autres de 25,2. Cette valeur est plus élevée que ce
que l’on a pu déterminé pour différents types de comètes, venant du nuage
d’Oort comme Halley ou de la ceinture de Kuiper comme la famille des comètes
« joviennes » comme Chury.
Les modèles de formation du
système solaire prédisent comment le deutérium au sein des molécules d’eau peut
se concentrer en fonction de la distance du soleil, par des mécanismes
physico-chimiques de volatilisation/recondensation. Ces mécanismes permettent
de produire des modifications de teneur isotopique, avec une ségrégation des
isotopes lourds par rapport aux légers.
Mais même si il se confirme qu’il
existe bien une augmentation du ratio D/H avec la distance du Soleil, qui est
expliquée par le modèle, en revanche cette nouvelle mesure sur Chury amène les auteurs
à conclure que comme le ratio D/H des comètes de la famille « jovienne »
apparaît très hétérogène et peut varier
considérablement, il est beaucoup plus probable que l’eau terrestre (ainsi que
notre atmosphère) provienne d’astéroïdes, plus proches de la Terre à l’époque,
que de ces lointaines comètes aux origines diverses.
Source :
67P/Churyumov-Gerasimenko,
a Jupiter family comet with a high D/H ratio
Suivez en direct l'atterrissage de Philae sur 67P/Churyumov-Gerasimenko
Pour en savoir plus sur les instruments scientifiques qui sont embarqués sur Philae et les analyses qu'il va effectuer sur la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko, voir Les Instruments Scientifiques de PHILAE
