Un voyage au-delà du soleil peut avoir modifié sélectivement la production d'une forme d'eau dans une comète - un effet jamais vu par les astronomes auparavant, suggère une nouvelle étude de la NASA.

Les astronomes du Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland, observé la comète du nuage d'Oort C/2014 Q2, aussi appelé Lovejoy, lorsqu'il est passé près de la Terre au début de 2015. Grâce au partenariat de la NASA avec l'observatoire W. M. Keck sur le Mauna Kea, Hawaii, l'équipe a observé la comète à des longueurs d'onde infrarouges quelques jours après que Lovejoy ait passé son périhélie - ou le point le plus proche du soleil.

L'équipe s'est concentrée sur l'eau de Lovejoy, mesurer simultanément la libération d'H2O et la production d'une eau plus lourde, HDO. Les molécules d'eau sont constituées de deux atomes d'hydrogène et d'un atome d'oxygène. Un atome d'hydrogène a un proton, mais quand il comprend aussi un neutron, cet isotope plus lourd de l'hydrogène est appelé deutérium, ou le "D" dans HDO. A partir de ces mesures, les chercheurs ont calculé le rapport D/H - une empreinte chimique qui fournit des indices sur l'endroit exact où les comètes (ou astéroïdes) se sont formées dans le nuage de matière qui entourait le jeune soleil aux premiers jours du système solaire. Les chercheurs utilisent également la valeur D-à-H pour essayer de comprendre quelle quantité d'eau de la Terre peut provenir des comètes par rapport aux astéroïdes.

Les scientifiques ont comparé leurs résultats des observations de Keck avec les observations d'une autre équipe faites avant que la comète n'atteigne le périhélie, utilisant à la fois des télescopes spatiaux et au sol, et trouvé une différence inattendue :après le périhélie, la sortie de HDO était deux à trois fois plus élevée, tandis que la production de H2O est restée essentiellement constante. Cela signifiait que le rapport D/H était deux à trois fois plus élevé que les valeurs rapportées précédemment.

"Le changement que nous avons vu avec cette comète est surprenant, et met en évidence la nécessité de mesures répétées de D-à-H dans les comètes à différentes positions de leurs orbites pour comprendre toutes les implications, " dit Lucas Paganini, chercheur au Goddard Center for Astrobiology et auteur principal de l'étude, disponible en ligne dans Astrophysical Journal Letters.

Des changements dans la production d'eau sont attendus à mesure que les comètes s'approchent du soleil, mais la compréhension précédente suggérait que la libération de ces différentes formes d'eau montent ou descendent normalement plus ou moins ensemble, maintenir une valeur D à H cohérente. Les nouvelles découvertes suggèrent que ce n'est peut-être pas le cas.

"Si la valeur D à H change avec le temps, il serait trompeur de supposer que les comètes ne contribuent qu'à une petite fraction de l'eau de la Terre par rapport aux astéroïdes, " dit Paganini, "surtout, si ceux-ci sont basés sur une seule mesure de la valeur D-à-H dans l'eau cométaire."

La production de HDO dans les comètes a toujours été difficile à mesurer, parce que HDO est une forme d'eau beaucoup moins abondante. Lovejoie, par exemple, libéré sur l'ordre du 1, 500 fois plus d'H2O que d'HDO. La luminosité de Lovejoy a permis de mesurer HDO lorsque la comète est passée près de la Terre, et les détecteurs améliorés qui sont installés dans certains télescopes au sol permettront à l'avenir des mesures similaires dans des comètes plus faibles.

Le changement apparent du D-à-H de Lovejoy peut être causé par les niveaux plus élevés de processus énergétiques - tels que le rayonnement près du soleil - qui pourraient avoir modifié les caractéristiques de l'eau dans les couches superficielles de la comète. Dans ce cas, une valeur D-à-H différente pourrait indiquer que la comète a "vieilli" à une étape différente de son cycle de vie. Alternativement, les résultats antérieurs pourraient avoir ignoré une possible altération chimique se produisant dans l'atmosphère ténue de la comète.

"Les comètes peuvent être assez actives et parfois assez dynamiques, surtout quand ils sont dans le système solaire intérieur, plus près du soleil, " a déclaré Michael Mumma, directeur du Goddard Center for Astrobiology et co-auteur de l'étude. "La technique infrarouge fournit un instantané de la sortie de la comète en mesurant simultanément la production de H2O et de HDO. Ceci est particulièrement important car elle élimine de nombreuses sources d'incertitude systématique."