Comètes : le cas Hartley 2
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Hartley 2 vue par EPOXI ; crédit image : NASA, JPL, UMD
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Les comètes, boules de glaces et de poussières, sont les restes, peu changés, du tout début de l’histoire de notre système solaire. D’où l’intérêt de leur étude d’autant que les astronomes, à vrai dire, ne savent que peu de choses sur la manière dont elles se sont formées. Une comète est-elle le résultat de l’agrégation de plusieurs mini-comètes ? Ou bien est-elle l’assemblage de couches de poussières et de glaces formant une masse unique ?
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Le 16 mai 2011 un article spécial d’Astrophysical Journal Letters était consacré à la comète Hartley 2 à la suite de la publication des travaux effectués par une équipe internationale d’astronomes dirigée par Michael Mumma (NASA, GSFC). Selon les savants, Hartley 2 n’est pas le bon exemple pour répondre aux questions précédentes. Pour Mumma : ” nous n’avons encore jamais vu une telle comète auparavant. Hartley 2 pourrait être considérée comme le prototype d’une nouvelle classe de comète.”
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Les chercheurs ont étudié du sol six fois la comète Hartley 2 en été, automne et hiver 2010, avant et après le survol de la comète en novembre par la sonde EPOXI (voir article sur le sujet du 4 novembre 2010). Ils ont analysé en particulier sa chevelure (coma), l’aura de particules de poussières, de gaz et de glace entourant le noyau. Depuis 2009, d’autres études ont démontré que la comète tournait rapidement sur elle-même, en dix-huit heures.
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Le développement de la chevelure d’une comète est liée à son ensoleillement. Les particules gelées en dessous ou au dessus de la surface sont chauffées par le rayonnement solaire, vaporisées puis entraînées dans la coma. Les chercheurs ont eu la surprise d’observer des événements non encore répertoriés pour une comète.
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La quantité d’eau libérée change de nuit en nuit, voire même double au cours d’une seule nuit. Le plus étonnant est que la variation de libération d’eau correspond à une variation des autres éléments libérés simultanément. Pour Mumma : “globalement la proportion des gaz libérés dans la chevelure ne varie pas malgré les variations de quantité, ce qui suggère que le noyau de la comète est homogène”. Mais lorsque les résultats fournis par le survol d’EPOXI sont pris en considération, la situation se complique.
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Hartley 2 vue par EPOXI, annoté ; crédit image : NASA, JPL-Caltech, UMD
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“Le fait que les gaz varient tous ensemble est quelque peu surprenant car EPOXI a constaté une grande variation dans la libération du dioxyde de carbone par rapport à l’eau, commente Michael A’Hearn, responsable de l’équipe scientifique d’EPOXI, University of Maryland. A ce stade l’interprétation reste spéculative.” La comète pourrait être composée de deux à trois types de glaces différentes.
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Les images prises par EPOXI de la surface d’Hartley 2 montrent la présence à une de ses extrémités de petits volcans crachant de la glace d’eau et du dioxyde de carbone. Les jets sont activés par le rayonnement solaire sur cette extrémité. Il réchauffe le gaz carbonique gelé sous la surface qui s’échappe par les évents. Les chercheurs pensent que des cristaux de glace sont collés dans le noyau avec le dioxyde de carbone. Celui-ci en s’échappant entraîne avec lui les cristaux de glace qui vont ensuite se vaporiser dans la chevelure pour former une grande partie de sa vapeur d’eau. Ce qui est une première explique A’Hearn : ” Dans la plupart des comètes observées, l’eau est vaporisée directement en dessous ou au dessus de leurs surfaces, nous n’avons pas vu, ou très peu, de cristaux de glace entraînés dans la coma.”
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D’autre part EPOXI n’a pas trouvé de libération de dioxyde de carbone sur l’autre extrémité et au centre de la comète où la vapeur d’eau est libérée isolément. “Il est donc évident, commente Mumma, que lorsque l’on regarde de près la comète sa composition varie d’un endroit à l’autre.”
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Les chercheurs ont étudié la libération de quatre autres gaz sur l’ensemble de la comète. Ils ont constaté que de l’eau et du méthanol émergeaient de toutes les directions de la comète. Comme ils apparaissent ensemble nous en déduisons qu’ils proviennent d’un même type de glaces internes à Hartley 2. “Donc nous avons de la glace d’eau avec du méthanol et de la glace d’eau avec du dioxyde de carbone dans le noyau de la comète, commente Mumma. Mais il est possible qu’il existe un troisième type de glace fabriqué avec de l’éthane”. Cette possibilité est évoquée par la découverte de libération d’éthane d’une zone particulière de la comète, “d’une région plutôt profonde”, ajoute Mumma. Il suggère que “certaines molécules comme le méthanol peuvent être mélangées avec de la glace d’eau, alors que d’autres comme l’éthane ne le sont pas. Ce qui n’est pas du tout la vision que nous avions jusqu’à présent des comètes”
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“D’autres analyses de comètes doivent être réalisées ; il n’est pas sur qu’elles se comportent de la même manière qu’Hartley 2. Mais ce que nous avons découvert va pouvoir servir de base de comparaison pour les autres comètes”, conclut Mumma.
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Source : site NASA, Solar System Exploration
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