Les comètes sont notre lien le plus direct avec les premiers stades de la formation et de l'évolution du système solaire. Toutes les quelques années seulement, une nouvelle comète est découverte qui effectue son premier voyage dans le système solaire interne depuis le nuage d'Oort, une zone d'objets glacés enveloppant le système solaire. De telles opportunités offrent aux astronomes une chance d'étudier une classe spéciale de comètes.

À bord du télescope volant de la NASA, l'Observatoire stratosphérique d'astronomie infrarouge, ou SOFIA, une équipe dirigée par Charles Woodward du Minnesota Institute for Astrophysics de l'Université du Minnesota a observé la comète C/2012 K1 (également appelée Pan-STARRS d'après l'observatoire qui l'a découverte en 2012), à la recherche de nouvelles connaissances sur l'évolution du système solaire primitif.

Comètes originaires du nuage d'Oort, comme la comète C/2012 K1, ne sont pas affectés par le chauffage thermique et le traitement du rayonnement du Soleil. La nature vierge de ces comètes peut préserver les matériaux de surface, ce qui en fait des cibles idéales pour observer la composition des particules de gaz et de poussière.

"La comète C/2012 K1 est une capsule temporelle de la composition du système solaire primitif, " Woodward a déclaré. "Chaque occasion d'étudier ces corps contribue à notre compréhension des caractéristiques générales des comètes et de la formation de petits corps dans notre système solaire."

L'équipe a utilisé des caméras à longueur d'onde courte et longue sur la caméra infrarouge à faible objet pour le télescope SOFIA, PRÉVOIR, pour étudier la lumière émise par la coma de la comète :le gaz et la poussière qui se forment autour du noyau d'une comète lorsqu'il est chauffé par le Soleil. L'équipe a utilisé les observations pour déduire la taille et la composition des grains de poussière et pour identifier et catégoriser leurs propriétés thermiques.

De façon inattendue, ces observations ont révélé de faibles caractéristiques d'émission de silicate de la comète, plutôt que les fortes caractéristiques de silicate anticipées trouvées dans certaines observations antérieures de la comète du nuage d'Oort, dont celles de la comète Hale-Bopp et des études menées avec le télescope spatial Spitzer. En analysant ces émissions de silicates et en les comparant à des modèles thermiques, les chercheurs ont déterminé que les grains de poussière de la coma sont gros et composés principalement de carbone plutôt que de silicate cristallin. Cette composition remet en question les modèles théoriques existants sur la formation des comètes du nuage d'Oort.

"Les comètes sont faites de matériaux qui n'ont pas été transformés en planètes, donc étudier la poussière qu'ils contiennent peut nous aider à comprendre le contenu, origine, et l'évolution du système solaire primitif, y compris le processus de formation des planètes rocheuses, " dit Woodward.

Alors que des missions comme la mission Rosetta de l'Agence spatiale européenne, ou la mission Stardust de la NASA a fourni un échantillonnage direct de matériaux cométaires, observations à distance, telles que celles menées à bord de SOFIA, fournir aux chercheurs l'occasion de comprendre les similitudes et les différences entre les différents types de comètes.

« La force des caractéristiques silicatées de la comète C/2012 K1 observées dans l'infrarouge moyen avec SOFIA a ouvert la voie à ce que nous avons proposé pour les observations à l'aide du futur télescope spatial James Webb - pour étudier des comètes encore plus faibles et plus éloignées, " Woodward a déclaré. "Je pense qu'il y aura une belle synergie entre ces deux missions, dans la sélection des cibles et le suivi ciblé."

Cette étude a été publiée dans le Journal d'astrophysique .