Ingénieurs et scientifiques réunis autour d'un écran dans une salle d'opérations du Naval Research Laboratory à Washington, D.C., impatients de jeter les yeux sur les premières données de la sonde STEREO de la NASA. C'était en janvier 2007, et les satellites jumeaux STEREO - abréviation de Solar and Terrestrial Relations Observatory - qui avaient été lancés quelques mois auparavant, ouvraient les yeux de leurs instruments pour la première fois. Tout d'abord :STEREO-B. L'écran a clignoté, mais au lieu du vaste champ d'étoiles auquel ils s'attendaient, un blanc nacré, une traînée de plumes, comme une aile d'ange, remplissait le cadre. Pendant quelques minutes de panique, L'astrophysicien du LNR Karl Battams craignait que quelque chose n'allait pas avec le télescope. Puis, il s'est rendu compte que cet objet brillant n'était pas un défaut, mais une apparition, et ce furent les premières images satellites de la comète McNaught. Plus tard ce jour-là, STEREO-A renverrait des observations similaires.

La comète C/2006 P1—également connue sous le nom de comète McNaught, du nom de l'astronome Robert McNaught, qui l'a découverte en août 2006 - était l'une des comètes les plus brillantes visibles depuis la Terre au cours des 50 dernières années. Tout au long de janvier 2007, la comète a traversé le ciel de l'hémisphère sud, si brillant qu'il était visible à l'œil nu même pendant la journée. McNaught appartient à un groupe raréfié de comètes, surnommées les Grandes Comètes et connues pour leur luminosité exceptionnelle. Distinguant encore plus McNaught de ses pairs, cependant, était sa queue très structurée, composé de nombreuses bandes de poussière distinctes appelées stries, ou des stries, qui s'étendait à plus de 100 millions de kilomètres derrière la comète, plus longue que la distance entre la Terre et le Soleil. Un mois plus tard, en février 2007, un vaisseau spatial de l'ESA (Agence spatiale européenne) et de la NASA appelé Ulysse rencontrerait la longue queue de la comète.

"McNaught était une grosse affaire quand c'est arrivé parce que c'était si ridiculement brillant et beau dans le ciel, " dit Battams. " Il avait ces stries – des doigts poussiéreux qui s'étendaient sur une immense étendue du ciel. Structurellement, c'est l'une des plus belles comètes que nous ayons vues depuis des décennies."

Comment exactement la queue s'est brisée de cette manière, les scientifiques ne le savaient pas. Cela m'a rappelé les rapports d'une autre comète légendaire d'il y a longtemps :la Grande Comète de 1744, qui aurait dramatiquement déployé six queues à l'horizon, un phénomène que les astronomes ne pouvaient alors expliquer. En démêlant le mystère de la queue de McNaught, les scientifiques espéraient apprendre quelque chose de nouveau sur la nature des comètes et résoudre deux mystères cosmiques en un.

Une différence clé entre l'étude des comètes en 1744 et 2007 est, bien sûr, notre capacité à le faire depuis l'espace. En plus de l'observation fortuite de STEREO, une autre mission, Le SOHO de l'ESA/NASA, l'observatoire solaire et héliosphérique, a effectué des observations régulières pendant que McNaught survolait le Soleil. Les chercheurs espéraient que ces images pourraient contenir leurs réponses.

Maintenant, des années plus tard, Olivier Prix, un doctorat en sciences planétaires. étudiant au Mullard Space Science Laboratory de l'University College London au Royaume-Uni, a développé une nouvelle technique de traitement d'images pour exploiter la richesse des données. Les conclusions de Price—résumées dans un article récemment publié Icare papier — offrir les premières observations de la formation de stries, et une révélation inattendue sur l'effet du Soleil sur la poussière cométaire.

Les comètes sont des miettes cosmiques de gaz gelé, la roche et la poussière laissées par la formation de notre système solaire il y a 4,6 milliards d'années, et elles peuvent donc contenir des indices importants sur les débuts de l'histoire de notre système solaire. Ces indices sont débloqués, comme s'il sortait d'une capsule temporelle, chaque fois que l'orbite elliptique d'une comète la rapproche du Soleil. Une chaleur intense vaporise les gaz gelés et libère la poussière à l'intérieur, qui coule derrière la comète, formant deux queues distinctes :une queue ionique portée par le vent solaire - le flux constant de particules chargées du Soleil - et une queue de poussière.

Comprendre comment la poussière se comporte dans la queue - comment elle se fragmente et s'agglutine - peut en apprendre beaucoup aux scientifiques sur des processus similaires qui ont transformé la poussière en astéroïdes, des lunes et même des planètes il y a des milliards d'années. Apparaissant comme l'une des comètes les plus grandes et les plus structurellement complexes de l'histoire récente, McNaught était un sujet particulièrement bon pour ce type d'étude. Sa brillance et sa forte production de poussière ont permis de résoudre beaucoup plus facilement l'évolution des structures fines dans sa queue de poussière.

Price a commencé son étude en se concentrant sur quelque chose que les scientifiques ne pouvaient pas expliquer. "Mon superviseur et moi avons remarqué des événements étranges dans les images de ces stries, une perturbation des lignes par ailleurs épurées, " dit-il. " Je me suis mis à enquêter sur ce qui aurait pu se produire pour créer cet effet étrange. "

La faille semblait se situer au niveau de la nappe de courant héliosphérique, une frontière où l'orientation magnétique, ou polarité, du vent solaire électrifié change de direction. Cela a intrigué les scientifiques parce qu'ils savent depuis longtemps que la queue ionique d'une comète est affectée par le vent solaire, ils n'avaient jamais vu le vent solaire impacter des queues de poussière auparavant.

La poussière dans la queue de McNaught - à peu près la taille de la fumée de cigarette - est trop lourde, pensaient les scientifiques, pour que le vent solaire pousse. D'autre part, une queue ionique minuscule, les ions et les électrons chargés électriquement naviguent facilement le long du vent solaire. Mais il était difficile de dire exactement ce qui se passait avec la poussière de McNaught, et où, car à environ 60 miles par seconde, la comète voyageait rapidement dans et hors de la vue de STEREO et SOHO.

"Nous avons de très bons ensembles de données avec cette comète, mais ils provenaient de différentes caméras sur différents engins spatiaux, qui sont tous dans des endroits différents, " a déclaré Price. " Je cherchais un moyen de tout rassembler pour obtenir une image complète de ce qui se passe dans la queue. "

Sa solution était une nouvelle technique de traitement d'images qui compile toutes les données de différents engins spatiaux à l'aide d'une simulation de la queue, où l'emplacement de chaque minuscule grain de poussière est cartographié par les conditions solaires et les caractéristiques physiques comme sa taille et son âge, ou depuis combien de temps il s'était envolé de la tête, ou dans le coma, de la comète. Le résultat final est ce que Price a surnommé une carte temporelle, qui superpose les informations de toutes les images prises à un moment donné, lui permettant de suivre les mouvements de la poussière.

Les cartes temporelles signifiaient que Price pouvait regarder les stries se former au fil du temps. Ses vidéos, qui couvrent une période de deux semaines, sont les premiers à suivre la formation et l'évolution de ces structures, montrant comment des fragments de poussière tombent de la tête de la comète et s'effondrent en de longues stries.

Mais les chercheurs étaient très enthousiastes à l'idée que les cartes de Price permettaient d'expliquer plus facilement l'effet étrange qui avait attiré leur attention sur les données en premier lieu. En effet, la feuille actuelle était le coupable des perturbations dans la queue de poussière, briser chaque striation lisse, lignes distinctes. Pendant les deux jours, il a fallu toute la longueur de la comète pour traverser la nappe actuelle, chaque fois que la poussière a rencontré les conditions magnétiques changeantes là-bas, il a été secoué hors de sa position, comme s'il traversait un dos d'âne cosmique.

"C'est comme si les plumes de la striation s'ébouriffaient lorsqu'elle traverse la nappe actuelle, " Le scientifique planétaire de l'University College de Londres, Geraint Jones, a déclaré. " Si vous imaginez une aile avec beaucoup de plumes, comme l'aile traverse l'écoute, les extrémités plus légères des plumes se déforment. Pour nous, c'est une preuve solide que la poussière est chargée électriquement, et que le vent solaire affecte le mouvement de cette poussière."

Les scientifiques savent depuis longtemps que le vent solaire affecte la poussière chargée; des missions comme Galileo Cassini, et Ulysse l'a regardé déplacer de la poussière chargée électriquement à travers l'espace près de Jupiter et de Saturne. Mais ce fut une surprise pour eux de voir le vent solaire affecter des grains de poussière plus gros comme ceux de la queue de McNaught - environ 100 fois plus gros que la poussière vue éjectée autour de Jupiter et de Saturne - car ils sont beaucoup plus lourds à pousser pour le vent solaire. environ.

Avec cette étude, les scientifiques acquièrent de nouvelles connaissances sur des mystères de longue date. Le travail met en lumière la nature des queues striées des comètes du passé et fournit une lentille cruciale pour l'étude d'autres comètes à l'avenir. Mais cela ouvre également une nouvelle ligne de questionnement :quel rôle le Soleil a-t-il joué dans la formation et les débuts de notre système solaire ?

"Maintenant que nous voyons que le vent solaire a changé la position des grains de poussière dans la queue de McNaught, nous pouvons nous demander :aurait-il pu être le cas, au début de l'histoire du système solaire, le vent solaire a également joué un rôle dans l'organisation de la poussière ancienne ?", a déclaré Jones.