Observations du vaisseau spatial Swift de la NASA, maintenant rebaptisé Neil Gehrels Swift Observatory en l'honneur du regretté chercheur principal de la mission, ont capturé un changement sans précédent dans la rotation d'une comète. Des images prises en mai 2017 révèlent que la comète 41P/Tuttle-Giacobini-Kresák - 41P en abrégé - tournait trois fois plus lentement qu'en mars, lorsqu'il a été observé par le télescope Discovery Channel à l'observatoire Lowell en Arizona.

Le ralentissement brutal est le changement le plus spectaculaire jamais vu dans la rotation d'une comète.

"Le précédent record pour un spindown de comète était de 103P/Hartley 2, qui a ralenti sa rotation de 17 à 19 heures sur 90 jours, " a déclaré Dennis Bodewits, un chercheur associé à l'Université du Maryland (UMD) à College Park qui a présenté les résultats mercredi, 10 janvier lors de la réunion de l'American Astronomical Society (AAS) à Washington. "Par contre, 41P a été réduit de plus de 10 fois plus en seulement 60 jours, donc à la fois l'étendue et le taux de ce changement est quelque chose que nous n'avons jamais vu auparavant."

La comète tourne autour du Soleil tous les 5,4 ans, voyageant seulement jusqu'à la planète Jupiter, dont on pense que l'influence gravitationnelle l'a capturé dans son chemin actuel. Estimé à moins de 0,9 mile (1,4 km) de diamètre, 41P est parmi les plus petites de la famille des comètes dont les orbites sont contrôlées par Jupiter. Cette petite taille permet d'expliquer comment les jets à la surface du 41P ont pu produire un spindown aussi spectaculaire.

Alors qu'une comète s'approche du Soleil, un chauffage accru fait que sa glace de surface se transforme directement en gaz, produisant des jets qui projettent des particules de poussière et des grains de glace dans l'espace. Ce matériau forme une atmosphère étendue, appelé un coma. L'eau dans le coma se décompose rapidement en atomes d'hydrogène et en molécules d'hydroxyle lorsqu'elle est exposée aux rayons ultraviolets du soleil. Parce que le télescope ultraviolet/optique de Swift (UVOT) est sensible à la lumière UV émise par l'hydroxyle, il est idéal pour mesurer l'évolution des niveaux d'activité des comètes tout au long de l'orbite.

Des observations au sol ont établi la période de rotation initiale de la comète à environ 20 heures début mars 2017 et ont détecté son ralentissement plus tard le même mois. La comète est passée à 13,2 millions de miles (21,2 millions de km) de la Terre le 1er avril. et huit jours plus tard a fait son approche la plus proche du Soleil. L'UVOT de Swift a imagé la comète du 7 au 9 mai révélant des variations lumineuses associées au matériel récemment éjecté dans le coma. Ces changements lents ont indiqué que la période de rotation de 41P avait plus que doublé, entre 46 et 60 heures.

Estimations basées sur l'UVOT de la production d'eau du 41P, couplé à la petite taille du corps, suggèrent que plus de la moitié de sa surface contient des jets activés par la lumière du soleil. C'est une fraction bien plus importante de l'immobilier actif que sur la plupart des comètes, qui supportent généralement les jets sur seulement environ 3 pour cent de leurs surfaces.

"Nous soupçonnons que les jets des zones actives sont orientés de manière favorable pour produire les couples qui ont ralenti la rotation du 41P, " a déclaré Tony Farnham, chercheur principal à l'UMD. « Si les couples continuaient à agir après les observations de mai, La période de rotation du 41P aurait pu ralentir à 100 heures ou plus maintenant."

Une rotation aussi lente pourrait rendre la rotation de la comète instable, lui permettant de commencer à culbuter sans axe de rotation fixe. Cela produirait un changement dramatique dans le chauffage saisonnier de la comète. Bodewits et ses collègues notent que l'extrapolation en arrière suggère que la comète tournait beaucoup plus vite dans le passé, peut-être assez rapide pour provoquer des glissements de terrain ou une fragmentation partielle et exposer de la glace fraîche. Les fortes explosions d'activité en 1973 et 2001 peuvent être liées aux changements de rotation du 41P.

Une relation moins extrême entre la forme d'une comète, l'activité et la rotation ont déjà été observées par la mission Rosetta de l'Agence spatiale européenne, qui est entré en orbite autour de la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko en 2014. La rotation de la comète s'est accélérée de deux minutes à l'approche du Soleil, puis ralenti de 20 minutes au fur et à mesure qu'il s'éloignait. Comme pour le 41P, les scientifiques pensent que ces changements ont été produits par l'interaction entre la forme de la comète et l'emplacement et l'activité de ses jets.

Un article détaillant ces résultats sera publié dans la revue La nature le 11 janvier.

Le vaisseau spatial Swift de la NASA a mené un large éventail d'enquêtes scientifiques pendant 13 ans—surveillant les comètes, étudier les étoiles hébergeant des exoplanètes, et attraper les explosions des supernovas, étoiles à neutrons et trous noirs - et il continue d'être pleinement opérationnel. La NASA a annoncé lors de la réunion de l'AAS que la mission a maintenant été renommée en l'honneur de Neil Gehrels, qui a aidé à développer Swift et a été son chercheur principal jusqu'à sa mort le 6 février, 2017.

La capacité de planification rapide de Swift, plus un trio de télescopes couvrant les longueurs d'onde optiques aux rayons gamma, continue d'apporter d'importantes contributions à l'étude des sursauts gamma - les explosions les plus puissantes de l'univers - tout en conservant un rôle essentiel dans la surveillance de la diversité des objets astronomiques comme les comètes, les étoiles et les galaxies changent avec le temps.

"L'observatoire Neil Gehrels Swift est un nom qui reflète le statut actuel de Swift en tant qu'installation incontournable pour une réponse rapide, suivi multi-longueurs d'onde de sources variables dans le temps, " a déclaré Paul Hertz, directeur de la division d'astrophysique de la NASA au siège, Washington. "Avec Swift, Neil a contribué à inaugurer l'ère de l'astronomie dans le domaine temporel. Il aurait été très excité par la découverte d'aujourd'hui."

"Swift est toujours aussi fort, et nous continuons de recevoir chaque jour quatre demandes urgentes d'observation de « cibles d'opportunité » de la part de la communauté astronomique au sens large, " a déclaré S. Bradley Cenko, qui a récemment été nommé chercheur principal de la mission. "Le leadership et la vision de Neil continuent de guider le projet, et nous ne pouvons penser à aucune meilleure façon d'honorer cet héritage qu'avec le nouveau nom."