Du gaz et de la poussière s'élèvent de la surface de « Chury » alors que la comète s'approche du point de son orbite le plus proche du soleil. Crédit :ESA/Rosetta/NAVCAM
L'azote est l'un des éléments de base de la vie. Un consortium international a pu détecter du sel d'ammonium contenant de l'azote à la surface cométaire de Chury grâce à une méthode utilisant des analogues pour le matériau cométaire. La méthode sur laquelle repose l'étude sur la détection du sel d'ammonium a été développée à l'Université de Berne.
Les comètes et les astéroïdes sont des objets de notre système solaire qui ne se sont pas beaucoup développés depuis la formation des planètes. Par conséquent, ils sont en quelque sorte les archives du système solaire, et déterminer leur composition pourrait également contribuer à une meilleure compréhension de la formation des planètes.
Une façon de déterminer la composition des astéroïdes et des comètes est d'étudier la lumière solaire réfléchie par eux, puisque les matériaux à leur surface absorbent la lumière du soleil à certaines longueurs d'onde. On parle du spectre d'une comète, qui a certaines caractéristiques d'absorption. VIRTIS (Visible, Spectromètre d'imagerie infrarouge et thermique) à bord de la sonde spatiale Rosetta de l'Agence spatiale européenne (ESA) a cartographié la surface de la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko, connu sous le nom de Chury pour faire court, d'août 2014 à mai 2015. Les données recueillies par VIRTIS ont montré que la surface cométaire est uniforme presque partout en termes de composition :La surface est très sombre et de couleur légèrement rouge, à cause d'un mélange de complexe, composés carbonés et minéraux opaques. Cependant, la nature exacte des composés responsables des caractéristiques d'absorption mesurées sur Chury a été difficile à établir jusqu'à présent.
Comparaison du spectre de la comète artificielle contenant du sel d'ammonium (en rouge) avec le spectre de la surface de la comète "Chury" (en noir). Le noyau de la comète mesure environ 4 km de long. Crédit :(image en haut à gauche) ESA/Rosetta/NAVCAM - CC BY-SA IGO 3.0 http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/igo/). La comète artificielle est produite au laboratoire dans un récipient de 5 cm de diamètre (image en bas à gauche) Poch et al., 2020).
L'analogue cométaire a fourni la solution au casse-tête
Pour identifier les composés responsables des caractéristiques d'absorption, des chercheurs dirigés par Olivier Poch de l'Institut de Planétologie et d'Astrophysique de l'Université de Grenoble Alpes ont réalisé des expériences en laboratoire dans lesquelles ils ont créé des analogues cométaires et simulé des conditions similaires à celles de l'espace. Poch avait développé la méthode avec des chercheurs de Berne alors qu'il travaillait encore à l'Institut de physique de l'Université de Berne. Les chercheurs ont testé divers composés potentiels sur les analogues cométaires et mesuré leurs spectres, tout comme l'instrument VIRTIS à bord de Rosetta l'avait fait avec la surface de Chury. Les expériences ont montré que les sels d'ammonium expliquent des caractéristiques spécifiques du spectre de Chury.
Antoine Pommerol de l'Institut de physique de l'Université de Berne est l'un des co-auteurs de l'étude, qui est maintenant publié dans Science . Il explique :« Pendant qu'Olivier Poch travaillait à l'Université de Berne, nous avons développé conjointement des méthodes et des procédures pour créer des répliques des surfaces des noyaux cométaires. » Les surfaces ont été modifiées en sublimant la glace sur elles dans des conditions spatiales simulées. « Ces simulations de laboratoire réalistes nous permettent de comparer les résultats de laboratoire et les données enregistrées par les instruments sur Rosetta ou d'autres missions cométaires. La nouvelle étude s'appuie sur ces méthodes pour expliquer la caractéristique spectrale la plus forte observée par le spectromètre VIRTIS avec Chury, " Continue Pommerol. Nicolas Thomas, Directeur de l'Institut de physique de l'Université de Berne et co-auteur de l'étude, déclare :« Notre laboratoire à Berne offre des opportunités idéales pour tester des idées et des théories avec des expériences qui ont été formulées sur la base de données recueillies par des instruments lors de missions spatiales. Cela garantit que les interprétations des données sont vraiment plausibles.
Recette pour produire une surface cométaire artificielle en laboratoire. Les particules de poussière de glace sont mises sous vide et à basse température. La glace sublime, laissant une couche de poussière poreuse sur la surface. Crédit :Poch et al. Sciences (2020)
Le bloc de construction vital "se cache" dans les sels d'ammonium
Les résultats sont identiques à ceux du spectromètre de masse de Berne ROSINA, qui avait également recueilli des données sur Chury à bord de Rosetta. Une étude publiée dans Astronomie de la nature en février sous la direction de l'astrophysicienne Kathrin Altwegg a été la première à détecter l'azote, l'un des éléments de base de la vie, dans la couverture nébuleuse des comètes. Il s'était "caché" dans la couverture nébuleuse de Chury sous forme de sels d'ammonium, dont l'occurrence n'a pu être mesurée jusqu'à présent.
