Un instrument scientifique de la NASA volant à bord du vaisseau spatial Rosetta de l'Agence spatiale européenne (ESA) a fait une découverte très surprenante - à savoir que le mécanisme de rupture moléculaire des «molécules d'eau et de dioxyde de carbone crachant de la surface de la comète» dans l'atmosphère de la comète 67P / Churyumov- Gerasimenko est causé par «des électrons proches de la surface».
Les résultats surprenants liés à l'émission du coma comète proviennent des mesures recueillies par les sondes de l'instrument Alice financé par la NASA et amènent les scientifiques à repenser complètement ce que nous savons sur les corps errants, selon l'équipe scientifique des instruments.
"La découverte que nous rapportons est tout à fait inattendue", a déclaré Alan Stern, chercheur principal pour l'instrument Alice au Southwest Research Institute (SwRI) à Boulder, Colorado, dans un communiqué.
«Cela nous montre l'intérêt d'aller sur les comètes pour les observer de près, car cette découverte n'aurait tout simplement pas pu être faite depuis la Terre ou l'orbite de la Terre avec un observatoire existant ou prévu. Et cela transforme fondamentalement notre connaissance des comètes. »
Un article faisant état des découvertes d'Alice a été accepté pour publication par la revue Astronomy and Astrophysics, selon des déclarations de la NASA et de l'ESA.
Alice est un spectrographe qui se concentre sur la détection de la bande de longueur d'onde ultraviolette lointaine et est le premier instrument de ce type à fonctionner sur une comète.
Jusqu'à présent, on pensait que les photons du soleil étaient responsables de la rupture moléculaire, a expliqué l'équipe.
Le dioxyde de carbone et l'eau sont libérés du noyau et la rupture de l'excitation se produit à peine à un demi-mille au-dessus du noyau de la comète.
"L'analyse des intensités relatives des émissions atomiques observées a permis à l'équipe scientifique d'Alice de déterminer que l'instrument observait directement les molécules" parentales "d'eau et de dioxyde de carbone qui étaient brisées par des électrons dans le voisinage immédiat, environ six dixièmes d'un mile (un kilomètre) du noyau de la comète. "
Le mécanisme d'excitation est détaillé dans le graphique ci-dessous.
"La variation spatiale des émissions le long de la fente indique que l'excitation se produit à quelques centaines de mètres de la surface et que la production de gaz et de poussière est corrélée", selon le journal Astronomy and Astrophysics.
Les données montrent que les molécules d'eau et de CO2 se décomposent via un processus en deux étapes.
"Premièrement, un photon ultraviolet du Soleil frappe une molécule d'eau dans le coma de la comète et l'ionise, assommant un électron énergétique. Cet électron frappe alors une autre molécule d'eau dans le coma, la séparant en deux atomes d'hydrogène et un oxygène, et les dynamisant dans le processus. Ces atomes émettent ensuite une lumière ultraviolette qui est détectée aux longueurs d'onde caractéristiques par Alice. »
"De même, c'est l'impact d'un électron avec une molécule de dioxyde de carbone qui se traduit par sa décomposition en atomes et les émissions de carbone observées."
Après une décennie de poursuite de plus de 6,4 milliards de kilomètres (4 milliards de miles), le vaisseau spatial Rosetta de l'ESA est arrivé à la comète 67P / Churyumov-Gerasimenko, le 6 août 2014, pour la toute première tentative de l'histoire d'orbiter une comète pour une étude à long terme.
Depuis lors, Rosetta a déployé le bateau de débarquement Philae pour accomplir le premier atterrissage de l'histoire sur un noyau de comètes. Il a également orbité autour de la comète pendant plus de 10 mois d'observation rapprochée, atteignant parfois jusqu'à 8 kilomètres. Il est équipé d'une suite de 11 instruments pour analyser toutes les facettes de la nature et de l'environnement de la comète.
La comète 67P devient de plus en plus active alors qu'elle orbite de plus en plus près du soleil au cours des deux prochains mois. La paire atteint le périhélie le 13 août 2015 à une distance de 186 millions de km du Soleil, entre les orbites de la Terre et de Mars.
Alice travaille en examinant la lumière émise par la comète pour comprendre la chimie de l'atmosphère de la comète, ou coma, et déterminer la composition chimique avec le spectrographe ultraviolet lointain.
Selon les mesures d'Alice, l'eau et le dioxyde de carbone dans le coma atmosphérique de la comète proviennent de panaches qui éclatent de sa surface.
«Il est similaire à ceux que le télescope spatial Hubble a découvert sur la lune Europa de Jupiter, à l'exception que les électrons de la comète sont produits par le rayonnement solaire, tandis que les électrons à Europa proviennent de la magnétosphère de Jupiter», a déclaré Paul Feldman, un Alice co -enquêteur de l'Université Johns Hopkins à Baltimore, Maryland, dans un communiqué.
D'autres instruments à bord de Rosetta, notamment MIRO, ROSINA et VIRTIS, qui étudient les abondances relatives des constituants du coma, corroborent les résultats d'Alice.
"Ces premiers résultats d'Alice démontrent à quel point il est important d'étudier une comète à différentes longueurs d'onde et avec différentes techniques, afin de sonder divers aspects de l'environnement de la comète", explique le scientifique du projet Rosetta de l'ESA, Matt Taylor, dans un communiqué.
«Nous observons activement comment la comète évolue en se rapprochant du Soleil le long de son orbite vers le périhélie en août, nous voyons comment les panaches deviennent plus actifs en raison du chauffage solaire et étudions les effets de l'interaction de la comète avec le vent solaire. "
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