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    Le télescope Subaru détecte la bande d'émission dans l'infrarouge moyen de molécules organiques complexes dans la comète 21P/Giacobini-Zinner

    Figure 1 :Les comètes sont des vestiges vierges du premier système solaire. Les comètes sont principalement constituées de glace et de poussière, mais sont également connus pour être riches en matières organiques. Si les molécules organiques « complexes » comme les acides aminés s'enrichissent en comètes et en météorites d'origine cométaire, les pluies de météores auraient pu apporter de l'eau et des matières organiques complexes à l'ancienne Terre. Crédit :Université Sangyo de Kyoto

    En utilisant la caméra et le spectromètre à infrarouge moyen refroidi (COMICS) sur le télescope Subaru, les astronomes ont détecté une bande d'émission infrarouge non identifiée de la comète 21P/Giacobini-Zinner (ci-après, comète 21P/G-Z) en plus des émissions thermiques des grains de silicate et de carbone. Ces émissions infrarouges non identifiées sont probablement dues à des molécules organiques complexes, les hydrocarbures aliphatiques et aromatiques, contaminés par des atomes N ou O. Compte tenu des propriétés de la poussière et des molécules organiques, la comète 21P/G-Z pourrait provenir du disque circumplanétaire d'une planète géante (comme Jupiter ou Saturne) où il faisait plus chaud que les régions typiques de formation de comètes.

    La comète 21P/G-Z est une comète de la famille Jupiter avec une période orbitale d'environ 6,6 ans et on pense qu'elle est le corps parent de la pluie de météores des Draconides d'octobre. Par rapport aux autres comètes, cette comète est particulière par son contenu volatil (appauvri en molécules à chaîne carbonée, NH2, et espèces très volatiles) et les propriétés de ses grains de poussière, et est catégorisé comme "type G-Z" (~6% des comètes étudiées). Sur la base d'études antérieures, il a été proposé que la comète 21P/G-Z provenait d'une région différente des autres comètes, mais nous n'avions aucune information sur la région spécifique du disque protoplanétaire. Une tendance négative de la polarisation linéaire dans la région des longueurs d'onde optiques est également signalée pour le continuum de poussière de la comète 21P/G-Z. Il est suggéré que ce gradient de longueur d'onde négatif de polarisation pourrait s'expliquer par une teneur plus élevée en matières organiques dans les grains de poussière de 21P/G-Z. Si des molécules organiques complexes comme les acides aminés sont enrichies dans la comète 21P/G-Z et dans les météorites des Draconides d'Octobre, cette pluie de météores pourrait avoir livré des matériaux organiques complexes à l'ancienne Terre. Cependant, des molécules organiques complexes de haut poids moléculaire n'ont jamais été détectées clairement dans les comètes, sauf dans la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko par les mesures in-situ de la sonde Rosetta. La quantité et la complexité des molécules organiques contenues dans la comète 21P/G-Z est encore une question ouverte.

    Une équipe d'astronomes de l'Institut des sciences spatiales et astronautiques, Agence japonaise d'exploration aérospatiale (ISAS/JAXA), Université Sangyo de Kyoto (KSU), Observatoire astronomique national du Japon (NAOJ), et l'Université des sciences d'Okayama (OUS) ont effectué des observations spectroscopiques et d'imagerie dans l'infrarouge moyen de la comète 21P/G-Z à l'aide de COMICS le 5 juillet UT, 2005 (quand la comète était à 1,04 ua du Soleil, près de son périhélie). Le spectre obtenu de la comète 21P/G-Z montre des pics d'émission de grains de silicate cristallin, qui sont généralement également observés dans de nombreuses autres comètes. En plus de ces caractéristiques de silicate, les chercheurs ont découvert que le spectre de la comète 21P/G-Z présente des caractéristiques d'émission infrarouge non identifiées, qui pourrait être attribué à un mélange d'hydrocarbures aliphatiques et aromatiques (tels que des hydrocarbures aromatiques polycycliques ou des carbones amorphes hydrogénés contaminés par des atomes N ou O).

    La comète 21P/G-Z est enrichie en molécules organiques complexes. L'enrichissement de molécules organiques complexes nécessite une température chaude ou un environnement de particules à haute énergie autour de la comète dans la nébuleuse solaire primitive. La présence de ces molécules organiques complexes suggère que la comète 21P/G-Z provenait d'une région plus chaude du disque protoplanétaire que la région typique de formation de comète. Considérant que la fraction massique dérivée de silicates cristallins dans la comète 21P/G-Z est typique des comètes, nous proposons que la comète soit originaire du disque circumplanétaire d'une planète géante (comme Jupiter ou Saturne) où elle était plus chaude que la région typique de formation de comètes (5-30 au du Soleil) et convenait à la formation de molécules organiques complexes . Les comètes des disques circumplanétaires pourraient être enrichies en molécules organiques complexes, semblable à la comète 21P/G-Z, et peut avoir fourni des molécules prébiotiques à l'ancienne Terre par impact direct ou pluies de météores.

    • Figure 2 :Comète 21P/Giacobini-Zinner observée dans l'optique le 22 août 2018. Crédit :Michael Jaeger

    • Figure 3 :spectres de comètes normalisés dans l'infrarouge moyen du corps noir. Le spectre de la comète 21P/G-Z (cercles noirs remplis) est différent des autres comètes, et présente des caractéristiques d'émission infrarouge non identifiées. Les caractéristiques à ~ 8,2 microns, ~8,5 microns, et ~ 11,2 microns pourraient être attribués aux HAP (ou HAC) contaminés par des atomes N ou O, bien qu'une partie de la caractéristique à ~ 11,2 microns provienne de l'olivine cristalline. La caractéristique à ~ 9,2 microns pourrait provenir d'hydrocarbures aliphatiques. Crédit :Ootsubo et al.




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