Début 2016, un visiteur glacial du bord de notre système solaire a dévalé la Terre. Elle est brièvement devenue visible pour les astronomes sous le nom de la comète Catalina avant qu'elle ne passe devant le Soleil pour disparaître à jamais du système solaire.

Parmi les nombreux observatoires qui ont capturé une vue de cette comète, qui est apparu près de la Grande Ourse, était l'Observatoire stratosphérique d'astronomie infrarouge (SOFIA), Le télescope de la NASA dans un avion. En utilisant l'un de ses instruments infrarouges uniques, SOFIA a pu repérer une empreinte familière dans la lueur poussiéreuse de la queue de la comète :le carbone.

Aujourd'hui, ce visiteur unique de notre système solaire intérieur aide à mieux comprendre nos propres origines, car il devient évident que des comètes comme Catalina auraient pu être une source essentielle de carbone sur des planètes comme la Terre et Mars au début de la formation du système solaire.

Nouveaux résultats de SOFIA, un projet commun de la NASA et du Centre aérospatial allemand, ont été publiés dans le Planetary Science Journal.

"Le carbone est la clé pour connaître les origines de la vie, " a déclaré l'auteur principal de l'article, Charles "Poussin" Woodward, astrophysicien et professeur à l'Institut d'astrophysique du Minnesota Twin Cities de l'Université du Minnesota. "Nous ne savons toujours pas si la Terre aurait pu piéger suffisamment de carbone à elle seule lors de sa formation, les comètes riches en carbone auraient donc pu être une source importante fournissant cet élément essentiel qui a conduit à la vie telle que nous la connaissons."

Figé dans le temps

Originaire du nuage d'Oort aux confins de notre système solaire, La comète Catalina et d'autres de ce type ont des orbites si longues qu'elles arrivent à notre porte céleste relativement inchangées. Cela les rend effectivement figés dans le temps, offrant aux chercheurs de rares occasions d'en apprendre davantage sur le système solaire primitif dont ils sont issus.

Les observations infrarouges de SOFIA ont pu capturer la composition de la poussière et du gaz lors de son évaporation de la comète, formant sa queue. Les observations ont montré que la comète Catalina est riche en carbone, suggérant qu'il s'est formé dans les régions extérieures du système solaire primordial, qui contenait un réservoir de carbone qui aurait pu être important pour l'ensemencement de la vie.

Alors que le carbone est un ingrédient clé de la vie, La Terre primitive et les autres planètes telluriques du système solaire interne étaient si chaudes lors de leur formation que des éléments comme le carbone ont été perdus ou épuisés. Alors que les géantes gazeuses plus froides comme Jupiter et Neptune pourraient contenir du carbone dans le système solaire externe, La taille géante de Jupiter a peut-être empêché le carbone de se mélanger de nouveau dans le système solaire interne.

Mélange primordial

Alors, comment les planètes rocheuses intérieures ont-elles évolué vers les mondes riches en carbone qu'elles sont aujourd'hui ?

Les chercheurs pensent qu'un léger changement de l'orbite de Jupiter a permis de petits, précurseurs précoces des comètes pour mélanger le carbone des régions extérieures dans les régions intérieures, où il a été incorporé dans des planètes comme la Terre et Mars.

La composition riche en carbone de la comète Catalina permet d'expliquer comment les planètes qui se sont formées dans le chaud, les régions pauvres en carbone du système solaire primitif ont évolué en planètes avec l'élément vital.

"Tous les mondes terrestres sont soumis aux impacts de comètes et autres petits corps, qui transportent du carbone et d'autres éléments, ", a déclaré Woodward. "Nous nous rapprochons de la compréhension exacte de la manière dont ces impacts sur les premières planètes ont pu catalyser la vie."

Observations of additional new comets are needed to learn if there are many other carbon-rich comets in the Oort Cloud, which would further support that comets delivered carbon and other life-supporting elements to the terrestrial planets. As the world's largest airborne observatory, SOFIA's mobility allows it to quickly observe newly discovered comets as they make a pass through the solar system.