La comète 67P / C-G peut être minuscule à seulement 4 km, mais ses paysages divers et les processus qui les façonnent sont stupéfiants. Dire que la nature emballe beaucoup dans de petits emballages est un euphémisme.
Dans les images récemment publiées prises par Rosetta OSIRIS haute résolutioncaméra scientifique, la comète semble presque vivante. La lumière du soleil scintille sur des rochers glacés et des gouffres de crêpes jettent des geysers de poussière dans le coma environnant.
Plus d'une centaine de plaques de glace d'eau d'environ 6 à 15 pieds de diamètre (quelques mètres) parsèment la surface de la comète selon une nouvelle étude qui vient d'être publiée dans la revue Astronomie et astrophysique.Nous savons par des études et des mesures antérieures que les comètes sont riches en glace. Lorsqu'elles sont réchauffées par le soleil, la glace se vaporise et emporte les particules de poussière incrustées qui forment l'atmosphère ou le coma de la comète et lui donnent un aspect flou.
Pas toute cette fine poudre ne quitte la comète. Certains remontent à la surface, recouvrant la glace et noircissant le noyau. Cela explique pourquoi toutes les comètes que nous avons vues de près sont plus noires que le charbon malgré leur matériau aussi brillant que la neige.
Les scientifiques ont identifié 120 régions à la surface de Comète 67P / Churyumov-Gerasimenko qui sont jusqu'à dix fois plus lumineuses que la luminosité de surface moyenne. Certains sont des rochers individuels, tandis que d'autres forment des grappes de taches brillantes. Vu en haute résolution, beaucoup semblent être des rochers avec des expositions de glace sur leurs surfaces; les grappes se trouvent souvent à la base des falaises en surplomb et y sont probablement arrivées lorsque les parois des falaises se sont effondrées, envoyant une avalanche de roches glacées en descente et exposant de la glace fraîche non couverte de poussière noire.
Plus intrigants sont les rochers isolés trouvés ici et là qui semblent n'avoir aucun rapport avec le terrain environnant. Les scientifiques pensent qu’ils sont arrivés à la manière de George Jetson quand ils ont été projetés de la surface de la comète par la vaporisation explosive de la glace pour atterrir plus tard dans un nouvel emplacement. La gravité extrêmement faible de la comète rend cela possible. Laissez cette image mariner dans votre esprit pendant un moment.
Tous les rochers brillants de glace observés jusqu'à présent ont été trouvés dans des régions ombragées non exposées au soleil, et aucun changement n'a été observé dans leur apparence au cours d'un mois d'observation.
«La glace d'eau est l'explication la plus plausible de l'occurrence et des propriétés de ces caractéristiques», explique Antoine Pommerol de l'Université de Berne et auteur principal de l'étude.
Comment savons-nous qu'il s'agit de glace d'eau et non de CO2 ou d'une autre forme de glace? Facile. Lorsque les observations ont été faites, la glace d'eau se serait vaporisée à raison de 1 mm par heure d'éclairement solaire. En revanche, le monoxyde de carbone ou la glace de dioxyde de carbone, qui ont des points de congélation beaucoup plus bas, se seraient rapidement sublimés au soleil. La glace d'eau se vaporise beaucoup plus lentement en comparaison.
Des tests en laboratoire utilisant de la glace mélangée à différents minéraux sous une lumière solaire simulée ont révélé qu'il n'a fallu que quelques heures de sublimation pour produire une couche de poussière de quelques millimètres seulement. Mais il suffisait de cacher tout signe de glace. Ils ont également constaté que de petits morceaux de poussière se détachaient parfois pour exposer de la glace fraîche en dessous.
«Une couche de 1 mm d'épaisseur de poussière sombre suffit pour cacher les couches inférieures des instruments optiques», confirme Holger Sierks, chercheur principal OSIRIS au Max Planck Institute for Solar System Research.
Il apparaît alors que la surface de la comète 67P est principalement recouverte de poussière sombre avec de petites expositions de glace fraîche résultant de changements dans le paysage comme des falaises en ruine et des jets de rochers dus à l'activité des jets. À mesure que la comète approche du périhélie, une partie de cette glace sera exposée au soleil tandis que de nouvelles taches peuvent apparaître. Vous, moi et l'équipe Rosetta avons hâte de voir les changements.
Vous êtes-vous déjà demandé comment une comète obtient ses jets? Dans une autre nouvelle étude parue dans la revue scientifique La nature, une équipe de chercheurs rapporte que 18 puits ou gouffres actifs ont été identifiés dans l'hémisphère nord de la comète. Ces trous grossièrement circulaires semblent être la source des jets élégants comme ceux vus sur la photo ci-dessus. Les fosses varient en taille d'environ 100 à 1000 pieds (30-100 mètres) à travers avec des profondeurs allant jusqu'à 690 pieds (210 mètres). Pour la première fois, des jets individuels peuvent être retracés jusqu'à des puits spécifiques.
Sur les photos spécialement traitées, le matériau peut être vu en streaming à l'intérieur des parois de la fosse, comme le dynamitage de la neige d'une machine à neige. Incroyable!
«Nous voyons des jets provenant des zones fracturées des murs à l'intérieur des puits. Ces fractures signifient que les substances volatiles piégées sous la surface peuvent être réchauffées plus facilement et ensuite s'échapper dans l'espace », a déclaré Jean-Baptiste Vincent du Max Planck Institute for Solar System Research, auteur principal de l'étude.
Semblable à la façon dont les gouffres se forment sur Terre, les scientifiques pensent que des fosses se forment lorsque le plafond d'une cavité souterraine devient trop mince pour supporter son propre poids. N'ayant rien en dessous pour le maintenir en place, il s'effondre, exposant la glace fraîche en dessous de laquelle se vaporise rapidement. En sortant du trou, il forme un jet collimaté de poussière et de gaz.
Les auteurs de l'article suggèrent trois façons de former des fosses:
* La comète peut contenir des vides qui existent depuis sa formation. L'effondrement pourrait être déclenché par la vaporisation de glace ou des secousses sismiques lorsque des rochers éjectés ailleurs sur la comète retombent à la surface.
* Sublimation directe des poches de glaces volatiles (plus facilement vaporisées) comme le dioxyde de carbone et le monoxyde de carbone sous la surface, car la lumière du soleil réchauffe la poussière de surface sombre, transférant la chaleur en dessous.
* Énergie libérée par la glace d'eau changeant son état physique d'amorphe en sa forme cristalline normale et stimulant la sublimation du dioxyde de carbone et des glaces de monoxyde de carbone plus volatils environnants.
Les chercheurs pensent qu'ils peuvent utiliser l'apparence des gouffres pour dater les différentes parties de la surface de la comète - plus il y a de fosses dans une région, plus la surface est jeune et moins traitée. Ils indiquent l’hémisphère sud du 67P / C-G, qui reçoit plus d’énergie du soleil que le nord et, du moins pour le moment, ne montre aucune structure de fosse.
Les fosses les plus actives ont des côtés escarpés, tandis que les moins présentent des contours adoucis et sont remplies de poussière. Il est même possible qu’un effondrement partiel soit la cause d’éclatements occasionnels lorsqu’une comète s’éclaircit et s’agrandit soudainement depuis la Terre. Rosetta a observé une telle explosion en avril dernier. Et ces trous peuvent vraiment chasser la poussière! On estime qu'un effondrement complet d'une fosse typique libère un milliard de kilogrammes de matériau.
Avec Rosetta en grande santé et le périhélie à venir, de grandes choses nous attendent. Peut-être verrons-nous un nouvel effondrement de gouffre, une avalanche glaciale ou même des rochers en lévitation!
Sources: 1, 2
