Les impressionnants jets de poussière que les comètes émettent dans l'espace lors de leur voyage autour du Soleil ne sont pas uniquement entraînés par la sublimation de l'eau gelée. Dans certains cas, d'autres processus augmentent les épidémies. Les scénarios possibles incluent la libération de gaz sous pression stocké sous la surface ou la conversion d'un type d'eau gelée en un type énergétiquement plus favorable. Ce sont les conclusions d'une étude dirigée par des scientifiques de l'Institut Max Planck de recherche sur le système solaire qui ont examiné un jet de poussière de la comète 67P/Chruyumov-Gerasimenko de Rosetta qui s'est produit l'année dernière.
Lorsque le Soleil s'est levé sur la région d'Imhotep de la comète de Rosetta le 3 juillet, 2016, tout était parfait :alors que la surface se réchauffait et commençait à émettre de la poussière dans l'espace, La trajectoire de Rosetta a conduit la sonde à travers le nuage. À la fois, la vue du système de caméra scientifique OSIRIS s'est focalisée par coïncidence avec précision sur la région de surface de la comète d'où provient la fontaine. Au total, cinq instruments à bord de la sonde ont pu documenter l'explosion dans les heures qui ont suivi.
"C'était un coup de chance incroyable. Il est impossible de planifier quelque chose comme ça, " dit Jessica Agarwal du MPS, chef d'étude. Après tout, des explosions de poussière apparaissent généralement sans avertissement préalable. Par conséquent, la plupart des événements comme celui-ci dont Rosetta a été témoin pendant son séjour de plus de deux ans sur la comète, ne pouvait être enregistré que par un seul instrument de loin. Dans les rares cas où Rosetta a volé par hasard à travers le jet de poussière, il manque des images du point crucial à la surface de la comète. "D'après les nombreuses données de mesure du 3 juillet, 2016, nous avons pu reconstituer le déroulement et les caractéristiques de l'explosion de manière plus détaillée que jamais, " dit Agarwal.
Les deux instruments in-situ GIADA (Grain Impact Analyzer and Dust Accumulator) et COSIMA (Cometary Secondary Ion Mass Analyzer) ont capturé les particules de poussière individuelles du jet et ont pu déterminer les vitesses, tailles et densités moyennes des particules. « C'est la première fois que COSIMA a pu aider à caractériser un jet de poussière spécifique, " explique Sihane Merouane de MPS, membre de l'équipe COSIMA. Parce que l'instrument recueille souvent des particules pendant plusieurs semaines, il est difficile de les attribuer à un événement particulier. Les données COSIMA suggèrent que les particules du jet se brisent plus facilement que le matériau cométaire autrement capturé. "Ils doivent être soit très rapides, soit relativement lâches, " dit le chercheur de MPS Martin Hilchenbach, Chercheur principal de l'équipe COSIMA.
En outre, le spectrographe Alice a pu suivre l'augmentation de la luminosité due à l'explosion de poussière et a détecté de minuscules particules de glace dans le nuage. Même l'un des capteurs d'étoiles de Rosetta, qui servent à déterminer la position de l'engin spatial dans l'espace, contribué une pièce du puzzle :peu de temps après le début de l'explosion, le star tracker a enregistré une augmentation de l'intensité du rayonnement du coma cométaire et a enregistré comment cela s'est développé au cours des heures suivantes.
« L'aspect unique de l'événement du 3 juillet, 2016 sont les images haute résolution de la surface, " dit Holger Sierks, scientifique de MPS, Chercheur principal OSIRIS. Les chercheurs ont identifié une zone circulaire d'une dizaine de mètres de diamètre à l'intérieur d'une dépression comme point de départ du jet. Comme le montre l'analyse des données OSIRIS, cette zone contient de l'eau gelée à la surface.
En général, les scientifiques supposent que les gaz gelés à la surface d'une comète, comme l'eau, sont responsables de la production de poussière. Sous l'influence du Soleil, ces substances passent directement à l'état gazeux; le gaz qui s'écoule dans l'espace entraîne avec lui des particules de poussière et produit ainsi les jets visibles. Souvent, ceux-ci se produisent peu de temps après le lever du soleil.
Cependant, l'étude actuelle montre que ce processus ne peut à lui seul expliquer l'événement du 3 juillet, 2016. Avec une production de poussière d'environ 18 kilogrammes par seconde, le jet est beaucoup plus « poussiéreux » que ne le prédisent les modèles conventionnels. "Un processus énergétique supplémentaire doit être en jeu - l'énergie doit avoir été libérée sous la surface pour soutenir le panache, " dit Agarwal.
C'est envisageable, par exemple, que sous la surface de la comète se trouvent des cavités remplies de gaz comprimé. Au lever du soleil, le rayonnement commence à réchauffer la surface sus-jacente, des fissures se développent et le gaz s'échappe. Selon une autre théorie, les dépôts de glace amorphe sous la surface jouent un rôle déterminant. Dans ce type d'eau gelée, les molécules individuelles ne sont pas alignées dans une structure en treillis, comme il est d'usage dans le cas de la glace cristalline, mais arrangé d'une façon beaucoup plus désordonnée. L'état cristallin étant énergétiquement plus favorable, de l'énergie est libérée lors du passage de la glace amorphe à la glace cristalline. L'apport d'énergie par la lumière du soleil peut amorcer cette transformation. Le processus exact qui a eu lieu le 3 juillet de l'année dernière n'est toujours pas clair.
