Deux années de données de l'instrument VIRTIS de Rosetta ont montré que la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko changeait subtilement de couleur lorsqu'elle se rapprochait du Soleil et s'en éloignait à nouveau. Lorsque loin du Soleil, le noyau de la comète était plus rouge que les particules environnantes dans la coma, qui étaient dominés par des grains de glace d'eau mesurant environ 100 micromètres de diamètre. Toutefois, alors que la comète s'approchait du Soleil, le noyau est devenu plus bleu parce que de la glace fraîche a été révélée. En revanche, le coma est devenu plus rouge lorsque des grains de poussière submicrométriques faits de matière organique et de carbone ont été projetés de la comète. Lorsque la comète s'est éloignée du Soleil, l'activité sur la comète a diminué et les couleurs sont revenues au noyau en étant plus rouges que le coma. Crédit :Agence spatiale européenne
Une grande synthèse des données de Rosetta a montré comment sa comète cible a changé de couleur à plusieurs reprises au cours des deux années où elle a été observée par le vaisseau spatial. Le noyau de la comète caméléon est devenu progressivement moins rouge au fur et à mesure qu'elle faisait son passage autour du soleil, puis rouge à nouveau alors qu'il retournait dans l'espace lointain.
Tout comme un caméléon change de couleur en fonction de son environnement, il en a été de même pour la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko. Contrairement à un caméléon, les changements de couleur sur 67P/C-G reflètent la quantité de glace d'eau qui est exposée à la surface et dans les environs de la comète.
Au début de la mission de Rosetta, le vaisseau spatial a rendez-vous avec la comète alors qu'elle était encore loin du soleil. A de telles distances, la surface était recouverte de couches de poussière et peu de glace était visible. Cela signifiait que la surface apparaissait rouge lorsqu'elle était analysée avec l'instrument VIRTIS (Visible and Infrared Thermal Imaging Spectrometer).
Au fur et à mesure que la comète se rapprochait, elle franchissait une frontière importante, connue sous le nom de ligne de gel. Se produisant à une distance environ trois fois plus éloignée du soleil que la Terre, tout ce qui se trouve à l'intérieur de la ligne de gel sera suffisamment chauffé par le soleil pour que la glace se transforme en gaz, un processus appelé sublimation.
Alors que Rosetta suivait 67P/C-G à travers la ligne de gel, VIRTIS a commencé à remarquer le changement de couleur de la comète. Alors que la comète approchait du soleil, la chauffe augmenta et la glace d'eau cachée commença à se sublimer repoussant aussi les grains de poussière. Cela a révélé des couches de glace immaculée, ce qui a rendu le noyau plus bleu comme vu par VIRTIS.
Autour du noyau de la comète, la situation s'est inversée. Quand la comète était loin du soleil, il y avait peu de poussière autour de la comète, mais ce qu'il y avait contenait de la glace d'eau et apparaissait ainsi plus bleu. Ce nuage de poussière environnant est appelé le coma.
Alors que la comète franchissait la ligne de gel, la glace dans les grains de poussière entourant le noyau s'est rapidement sublimée, ne laissant que les grains de poussière déshydratés. Et ainsi le coma est devenu plus rouge à l'approche du périhélie, son approche la plus proche du soleil.
Une fois que la comète retournait dans le système solaire externe, VIRTIS a de nouveau montré la situation des couleurs à l'envers, ainsi le noyau est devenu plus rouge et le coma plus bleu.
Image de la caméra de navigation Rosetta (NavCam) prise le 7 juillet 2015 à 154 km du centre de la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko. L'image mesure 13,4 km de diamètre et a une échelle d'environ 13,1 m/pixel. L'image a été nettoyée pour supprimer les mauvais pixels et les artefacts de rayons cosmiques les plus évidents, et les intensités ont été mises à l'échelle. Crédit :ESA/Rosetta/NAVCAM, CC BY-SA IGO 3.0
Pour suivre l'évolution de la comète, l'équipe VIRTIS a dû analyser plus de 4000 observations distinctes couvrant les deux années de la mission Rosetta.
"Pour répondre à la grande question de savoir comment fonctionne une comète, il est très important d'avoir une longue série temporelle comme celle-ci, " déclare Gianrico Filacchione de l'INAF-IAPS Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali en Italie, qui a dirigé l'étude.
La raison en est que les comètes sont des environnements extrêmement dynamiques. Les jets ont tendance à apparaître rapidement sur leurs surfaces puis à diminuer tout aussi soudainement. Par conséquent, comparer des instantanés occasionnels risque d'altérer notre compréhension de l'évolution à long terme de la comète par les changements transitoires. Avoir une si grande quantité de mesures, cependant, signifie que même les changements à court terme peuvent être suivis.
"La corrélation de ce qui se passe sur le noyau est quelque chose de complètement nouveau qui ne peut pas être fait depuis la Terre, " dit Gianrico.
C'est parce que les observations au sol ne peuvent pas résoudre le noyau d'une comète, qui, dans le cas de 67P/CG, n'a qu'une taille d'environ 3 km. Maintenant que l'équipe peut décrire et comprendre à la fois l'évolution à long terme de la comète, et les étapes qu'il a franchies en cours de route, cela signifie que les lectures des autres instruments à bord de Rosetta peuvent être mises en contexte.
Mais cela ne veut pas dire que nous savons tout sur les comètes. L'analyse spectrale montre que la couleur rouge de la poussière est créée par des molécules dites organiques. Ce sont des molécules faites de carbone, et il y en a une riche variété sur la comète. Les scientifiques pensent qu'ils sont importants pour comprendre comment la vie s'est formée sur Terre.
Afin de les étudier de près et d'identifier ces molécules, cependant, nécessiterait qu'un échantillon de la surface de la comète soit renvoyé sur Terre. "Ramener sur Terre un morceau de la comète est vraiment le Saint Graal pour une mission cométaire, " dit Gianrico.
Jusqu'à ce que ce soit possible, cependant, il continuera à utiliser les données VIRTIS pour étudier les matières organiques de 67P/C-G.
"Il y a certainement des résultats plus excitants à venir, " dit Matt Taylor, Scientifique du projet ESA pour Rosetta, « La collecte des données est peut-être terminée, mais l'analyse et les résultats se poursuivront encore pendant des années, s'ajoutant au riche héritage de connaissances cométaires fourni par Rosetta."
