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Pas beaucoup d’oxygène sur la comète de la mission Rosetta

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Marrakech, 11 Mar. (Maroc-Actu) –

La surprenante abondance d’oxygène moléculaire détectée par la mission Rosetta de l’ESA sur la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko en 2015. n’est peut-être qu’une apparence.

Une nouvelle analyse, menée par la planétologue Adrienn Luspay-Kuti du laboratoire de physique appliquée (APL) de l’université Johns Hopkins, montre que la découverte de Rosetta n’est peut-être pas aussi étrange que les scientifiques l’avaient d’abord imaginé. Elle suggère plutôt que la comète possède deux réservoirs internes qui donnent l’impression qu’il y a plus d’oxygène qu’il n’y en a réellement.

« C’est une sorte d’illusion », a-t-il dit. dans une déclaration Luspay-Kuti. « En réalité, la comète n’a pas cette grande abondance d’oxygène, du moins pas en ce qui concerne sa formation, mais elle a accumulé de l’oxygène qui est piégé dans les couches supérieures de la comète et qui est ensuite libéré en une seule fois.« .

Bien que commun sur Terre, l’oxygène moléculaire (deux atomes d’oxygène doublement liés ensemble) est remarquablement rare dans l’univers. Il se lie facilement à d’autres atomes et molécules, en particulier aux atomes d’hydrogène et de carbone, universellement abondants, de sorte que l’oxygène n’apparaît qu’en petites quantités dans quelques nuages moléculaires.. Ce fait a conduit de nombreux chercheurs à conclure que l’oxygène présent dans la nébuleuse protosolaire qui a formé notre système solaire avait probablement été collecté de la même manière.

PREMIÈRE OBSERVATION D’OXYGÈNE SUR UNE COMÈTE

Cependant, lorsque Rosetta a découvert de l’oxygène s’échappant de la comète 67P, tout a été bouleversé. Personne n’avait jamais vu d’oxygène sur une comète auparavant, et comme il s’agit de la quatrième molécule la plus abondante dans le coma rougeoyant de la comète (après l’eau, le dioxyde de carbone et le monoxyde de carbone), il fallait trouver une explication. L’oxygène semblait sortir de la comète avec de l’eau, ce qui a conduit de nombreux chercheurs à soupçonner que l’oxygène était primordial, c’est-à-dire qu’il était lié à l’eau à la naissance du système solaire et s’est accumulé dans la comète lors de sa formation ultérieure, ou elle s’est formée à partir d’eau après la formation de la comète.

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Mais Luspay-Kuti et son équipe étaient sceptiques. Comme la forme d’haltère de la comète tourne progressivement, chaque « cloche » (ou hémisphère) fait face au Soleil à différents moments, ce qui signifie que la comète a des saisons, de sorte que la connexion oxygène-eau pourrait ne pas être présente tout le temps. Dans de courtes périodes de temps, les volatiles pourraient potentiellement s’allumer et s’éteindre, car ils dégèlent et regèlent au fil des saisons.

Profitant de ces saisons, l’équipe a examiné les données moléculaires sur des périodes courtes et longues, juste avant que l’hémisphère sud de la comète n’entre en été, puis à nouveau juste à la fin de l’été. Comme indiqué dans leur étude, publiée le 10 mars dans Nature Astronomy, l’équipe a constaté qu’à mesure que l’hémisphère sud s’éloignait et était suffisamment éloigné du Soleil, le lien entre l’oxygène et l’eau disparaissait. La quantité d’eau quittant la comète a chuté précipitamment, de sorte que l’oxygène semblait être étroitement lié au dioxyde de carbone et au monoxyde de carbone, que la comète a continué à émettre.

« Il est impossible que cela soit possible dans le cadre des explications suggérées ci-dessus », a déclaré Luspay-Kuti. « Si l’oxygène était primordial et lié à l’eau lors de sa formation, il ne devrait pas y avoir de moment où l’oxygène est fortement corrélé au monoxyde de carbone et au dioxyde de carbone, mais pas à l’eau. »

Au lieu de cela, l’équipe a proposé que l’oxygène de la comète ne provienne pas de l’eau mais de deux réservoirs : l’un composé d’oxygène, de monoxyde de carbone et de dioxyde de carbone dans les profondeurs du noyau rocheux de la comète, et une poche moins profonde, plus proche de la surface, où l’oxygène est chimiquement combiné aux molécules de glace d’eau.

L’idée est la suivante : un profond réservoir de glace contenant de l’oxygène, du monoxyde de carbone et du dioxyde de carbone émet constamment des gaz car l’oxygène, le dioxyde de carbone et le monoxyde de carbone se vaporisent à très basse température. Cependant, lorsque l’oxygène traverse l’intérieur de la comète jusqu’à la surface, une partie est chimiquement intégrée à la glace d’eau (un composant majeur du noyau de la comète) pour former un second réservoir d’oxygène, moins profond. Mais la glace d’eau se vaporise à une température beaucoup plus élevée que l’oxygène, donc jusqu’à ce que le soleil chauffe suffisamment la surface, il vaporise la glace d’eau, l’oxygène est bloqué.

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La conséquence est que l’oxygène peut s’accumuler dans ce réservoir peu profond pendant de longues périodes jusqu’à ce que la surface de la comète devienne finalement assez chaude pour que la glace d’eau s’évapore, libérant une colonne d’oxygène beaucoup plus riche que celle qui était réellement présente sur la comète.

« En d’autres termes, les abondances d’oxygène mesurées dans la coma de la comète ne reflètent pas nécessairement ses abondances dans le noyau de la comète », a expliqué Luspay-Kuti.

Par conséquent, la comète oscillerait également au fil des saisons entre une forte association avec l’eau (lorsque le Soleil chauffe la surface) et une forte association avec le dioxyde de carbone et le monoxyde de carbone (lorsque la surface est opposée au Soleil et que la comète est suffisamment éloignée), exactement ce que Rosetta a observé.

« Ce n’est pas seulement une explication : c’est l’explication parce qu’il n’y a pas d’autre possibilité », a déclaré Olivier Mousis, spécialiste des sciences planétaires à l’université française d’Aix-Marseille et co-auteur de l’étude. « Si l’oxygène provenait uniquement de la surface, vous ne verriez pas ces tendances observées par Rosetta ».

La principale implication, a-t-il dit, est que cela signifie que l’oxygène présent sur la comète 67P est, en fait, de l’oxygène qui s’est accumulé au début du système solaire. C’est juste que ce n’est qu’une fraction de ce qui avait été pensé.

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