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Rosetta : de nombreux changements détectés à la surface de la comète 67P/Churyumov-Gersimenko

Mercredi 29 mars 2017

La mission Rosetta a passé deux ans en orbite autour de la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko, permettant d’observer et de suivre l’évolution de la surface sur les images de la caméra OSIRIS-NAC (voir note). De décembre 2014 à juin 2016, de nombreux changements ont été détectés en surface, localisés à certaines zones bien précises et liés aux processus d’activité cométaire. Dans leur grande majorité, ces changements modifient de façon marginale la surface de 67P, ce qui implique que le paysage observé aujourd’hui a été façonné plus tôt dans l’histoire de la comète, lorsque son orbite était différente et/ou qu’elle contenait plus de matériaux volatiles.

Ces travaux ont été réalisés par une équipe internationale incluant des chercheurs du Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (CNRS / Aix-Marseille Université) et du Laboratoire d’Etudes Spatiales et d’Instrumentation en Astrophysique (Observatoire de Paris / Université Paris Diderot). Olivier Groussin, chercheur au Laboratoire d’Astrophysique de Marseille, est 2ème auteur de cet article publié dans le revue Science le 21 mars 2017.

Les comètes, résidus de la période d’accrétion des planètes, contiennent des informations primordiales pour comprendre comment les planètes se sont formées et comment la vie a pu se développer sur Terre. Les comètes qui ont survécus depuis la formation du système solaire ont été affectées par de nombreux processus, dont en particulier leur activité, liée à la sublimation des glaces lorsque la comète se rapproche du soleil, qui altère les couches externes du noyau. Malheureusement, ces processus et leurs conséquences sont encore mal compris. Un des grands objectifs scientifiques de la mission Rosetta était donc d’étudier les processus d’évolution de 67P/Churyumov-Gerasimenko pour essayer de séparer l’inné (« le primordial ») de l’acquis (« l’évolutif ») et ainsi déterminer dans quelle mesure cette comète contient-elle encore des traces de la période d’accrétion ?

La caméra OSIRIS-NAC (voir note) de la sonde spatiale Rosetta a observé le noyau de la comète 67P pendant plus de 2 ans, avec une résolution spatiale meilleure que le mètre. Ce suivi temporel a permis de détecter de nombreux changements en surface, en comparant les images obtenues avant et après le passage au périhélie (Figure 1). Les changements sont de nature variées : érosion de falaises sur plusieurs mètres, développement de fractures préexistantes, mouvement de dunes, déplacement de blocs d’une taille supérieure à 20 m, ou encore transport de matière laissant apparaître de nouvelles structures morphologiques. Certains changements sont aussi transitoires : ils apparaissent lorsque la comète se rapproche du soleil, pour disparaître ensuite lorsqu’elle s’en éloigne, la surface retrouvant alors son état initial.

Les changements observés résultent principalement de la sublimation des glaces dans les couches externes du noyau, qui fragilise les falaises, permet le transport des matériaux non-consolidés d’une région à l’autre du noyau, ou encore est à l’origine des phénomènes éoliens (e.g. les dunes). Dans leur grande majorité les changements ont lieu lorsque la région concernée est à son maximum d’ensoleillement, et donc près du périhélie pour la plupart d’entre eux.

Les changements sont très localisés et concernent de petites zones couvrant, pour les plus grandes, quelques dizaines de milliers de mètres carrés (<0.02% de la surface). Leur nature extrêmement localisée, parfois au milieu d’un terrain en apparence uniforme, révèle des inhomogénéités de composition et/ou de propriétés physiques sous la surface à l’échelle de la dizaine de mètre.

Ces changements n’ont pas modifiés de façon significative l’apparence de la comète. Par exemple, l’érosion maximale observée sur une falaise est de 12 m, sur une longueur de 50 m, mais pour la très grande majorité des falaises l’érosion est trop faible pour être détectée visuellement, probablement inférieure au mètre. Le paysage observé aujourd’hui sur 67P ne résulte donc pas de ses derniers passages près du Soleil. Il a été façonné plus tôt dans l’histoire de la comète, lorsque son orbite était différente et/ou qu’elle contenait plus de matériaux volatiles.

Note

Le système d’imagerie OSIRIS a été réalisé par un consortium incluant le Max Planck Institute for Solar System Research (Allemagne), le Centro di Ateneo di Studi e Attività Spaziali de l’Université de Padova (Italie), le Laboratoire d’astrophysique de Marseille du CNRS et d’Aix-Marseille Université (France), l’Instituto de Astrofísica de Andalucia (Espagne), le CSIC (Espagne), le Scientific Support Office of the European Space Agency (Pays-Bas), l’Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (Espagne), l’Universidad Politéchnica de Madrid (Espagne), le Department of Physics and Astronomy of Uppsala University (Suède), et l’Institute of Computer and Network Engineering of the TU Braunschweig (Allemagne). OSIRIS a reçu le soutien financier du DLR (Allemagne), du CNES, de l’ASI (Italie), MEC (Espagne), du SNSB (Suède) et du Directoire technique de l’ESA.

La caméra OSIRIS-NAC, instrument imageur à haute résolution spatiale, a été conçue et développée par le Laboratoire d’astrophysique de Marseille (CNRS / Aix-Marseille Université) en partenariat avec la société ASTRIUM et plusieurs laboratoires européens.

Figure 1 : Exemples de changements observés à la surface de la comète 67P

Voir en ligne : L’annonce sur le site de l’INSU

Source(s)

Surface changes on comet 67P/Churyumov-Gerasimenko suggest a more active past M. Ramy El-Maarry, Olivier Groussin, et 54 collègues, Science, le 21 mars 2017 http://science.sciencemag.org/content/early/2017/03/20/science.aak9384

Contact scientifique

Olivier Groussin

Astronome au Laboratoire d’Astrophysique de Marseille
Tél : +33 4 91 05 69 72

olivier.groussin@lam.fr