La comète de Rosetta: voir la vie des choses

Imaginez une région crépusculaire, loin de la lumière dorée de notre Soleil, où une multitude étincelante de fragments, de mondes et de mondes congelés font leur valse hypnotique ensemble dans les ténèbres glaciales de cet endroit lointain. Ici, notre Soleil peut briller avec seulement un faible feu, suspendu dans un ciel noir éclairé par une vaste mer d’étoiles grouillantes – et notre propre Soleil semble être juste une étoile particulièrement grande nageant comme un diamant dans le ciel– perdu dans cette mer étrange et sombre. Lointaine, trouble et froide, la ceinture de Kuiper est le domaine lointain de ces morceaux de glace, fragments et petits mondes gelés – une région mystérieuse où réside une multitude de noyaux de comètes glacés, avant que certains objets dérangent leur existence paisible, et envoie ils crient intérieurement dans le système solaire intérieur, et les feux brûlants de notre soleil éblouissant. La possibilité que l’eau et les molécules organiques aient été transportées vers la Terre primordiale à la suite d’objets écrasants tels que les comètes – et leurs cousins ​​rocheux astéroïdes – a longtemps été un sujet de débat houleux. En mai 2016, une équipe de scientifiques planétaires européens a annoncé sa découverte importante concernant l’origine de la vie sur Terre – en voyant les graines de la vie présentes sur Comet 67P / Churyumov-Gerasimenko.

La comète 67P / Churyumov-Gerasimenko est également appelée Comète de Rosetta car elle était la cible de la mission Rosetta de l’Agence Spatiale Européenne (ESA). Lancée le 2 mars 2004, Rosetta a fait son rendez-vous historique avec sa comète le 6 août 2014, puis est entrée en orbite autour de sa cible le 10 septembre 2014. L’ atterrisseur Philae de Rosetta est descendu à la surface de la comète le 12 novembre 2014, devenant le premier vaisseau spatial à atterrir sur le noyau d’une comète.

La comète de Rosetta est un objet de la famille Jupiter à deux lobes, parfois considéré comme un «canard en caoutchouc». Les comètes de la famille Jupiter ont une courte période de moins de 20 ans, et leurs orbites sont contrôlées par la planète Jupiter – ce qui explique pourquoi elles sont appelées comètes de Jupiter. On pense que les comètes de courte période proviennent de la ceinture de Kuiper. Par conséquent, la comète de Rosetta , un voyageur glacial venant des limites extérieures de notre système solaire, est probablement née là-bas . Ce vagabond congelé à deux lobes a actuellement une période orbitale de 6,45 ans, un taux de rotation d’environ 12,4 heures et une vitesse maximale de 84 000 miles par heure. On pense que l’étrange forme à deux lobes de la comète est le résultat d’une collision douce à faible vitesse entre deux comètes séparées de la ceinture de Kuiper . La comète de Rosetta montre des «terrasses» – couches de l’intérieur de la comète qui ont été exposées par le dépouillement incomplet de certaines de ses couches externes au cours de ses longs voyages. Les “terrasses” sont orientées dans différentes directions à l’intérieur des deux lobes. C’est ce qui suggère aux scientifiques planétaires qu’un duo de noyaux de comètes en collision a fusionné pour former la forme inhabituelle de «canard en caoutchouc» de la comète de Rosetta .

Comètes de ceinture de Kuiper

La lointaine ceinture de Kuiper est située au-delà de l’orbite de la planète géante de glace bleue, baguée et magnifique, Neptune – la plus externe des huit planètes majeures de notre Soleil. Cette région très éloignée de notre système solaire est si loin de la Terre que les astronomes commencent seulement à l’explorer, grâce à la visite historique du vaisseau spatial New Horizons de la NASA le 14 juillet 2015. Pluton est une planète naine de la ceinture de Kuiper , et elle et son quintette de lunes glacées – avec un long trésor caché composé d’autres de son espèce glacée – avaient auparavant été hors de portée des scientifiques. New Horizons est en train de dépasser le système de Pluton, bien en train de fournir de plus en plus de perspicacité dans les mystères tenus pour des éons par ce domaine faiblement éclairé des objets gelés.

Les comètes sont en réalité des envahisseurs glacés venus de loin, enfouis dans leur mystérieux cœur glacé, les ingrédients les plus primitifs qui ont contribué à la recette secrète de ce qui a formé notre système solaire il y a environ 4,56 milliards d’années. Cet ancien mélange de matériaux glacés a été conservé dans le «congélateur» de notre système solaire, situé dans son domaine le plus sombre et le plus éloigné. Les comètes ont depuis longtemps fait des lunettes étincelantes lorsqu’elles se faufilent à travers le Système Solaire intérieur où la Terre est située – avec leurs queues lumineuses, ardentes et clignotantes qui balancent leur chemin étincelant à travers notre ciel. En acquérant une compréhension des ingrédients mystérieux qui composent ces envahisseurs transitoires, fragiles et gelés de loin, les astronomes croient qu’ils peuvent acquérir une meilleure compréhension scientifique des substances qui ont formé notre ancien système solaire.

Les comètes sont vraiment des restes de ce qui était autrefois une vaste population d’objets anciens, glacés – appelés planétésimaux – qui ont servi de blocs de construction pour les quatre planètes géantes gazeuses du système solaire externe: Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune. Les astéroïdes , d’autre part – qui aujourd’hui habitent principalement la région entre Mars et Jupiter appelée la ceinture principale d’astéroïdes – sont similaires aux planétésimaux rocheux et métalliques reliques qui se sont écrasés l’un dans l’autre et finalement fusionnés pour former le quatuor de relativement petits mondes intérieurs rocheux de la famille de notre Soleil: Mercure, Vénus, Terre et Mars. Les planétésimaux – à la fois glacés et rocailleux – s’entrechoquaient dans ce qu’on appelle souvent la «galerie de tir» cosmique qui caractérisait notre système solaire violent quand il était jeune. Ces objets en collision et en fusion ont créé des corps de plus en plus grands – de la taille des cailloux à la taille des rochers, en passant par la taille des montagnes – jusqu’à la taille de la planète.

Des comètes éblouissantes de courte période – comme la comète de Rosetta – se déchaînent dans les régions intérieures chaudes de notre système solaire, depuis leur maison glaciale éloignée dans la ceinture de Kuiper, à des intervalles de temps de 200 ans ou moins. Même si la ceinture de Kuiper est très éloignée de la Terre, c’est le réservoir des noyaux cométaires qui est le plus proche de notre planète. La maison beaucoup plus éloignée des comètes de longue période – qui envahissent notre système solaire interne à des intervalles de temps plus longs que tous les 200 ans – proviennent du nuage d’Oort encore hypothétique . Le Nuage d’Oort est considéré comme une coquille contenant des objets cométaires qui entourent tout notre système solaire – s’étendant à mi-chemin de l’étoile la plus proche de notre propre Soleil. Parce que la ceinture de Kuiper est beaucoup plus proche du système solaire interne que le nuage d’Oort, ses comètes sont sur des périodes plus courtes, et sont des visiteurs plus fréquents. Néanmoins, les comètes de la ceinture de Kuiper à courte période sont suffisamment éloignées de notre Soleil pour abriter des coeurs glacés composés de matière primordiale congelée.

La comète de Rosetta a été découverte en 1969 par le Dr. Klim Ivanovych Churyumov de l’Observatoire Astronomique de l’Université de Kiev, qui a étudié une image exposée pour la comète Coma Sola par Dr. Svetlana Ivanovna Gerasimenko le 11 septembre 1969 à l’ Institut d’Astrophysique Alma-Ata . près d’ Alma-Ata (aujourd’hui Almaty ), alors capitale de la République socialiste soviétique kazakhe, Union soviétique. Dr Churyumov a découvert une autre comète près du bord de la plaque photographique, mais a supposé à tort que c’était la comète Coma Sola .

Cependant, après que le Dr Churyumov soit retourné à son institut de Kiev, il a examiné toutes les plaques photographiques avec plus d’attention. Le 22 octobre 1969, environ un mois après la prise de l’image, il découvrit que lacomète ne pouvait être Comas Sola. Un examen supplémentaire a montré une image faible de Comas Sola à l’endroit prévu sur la plaque. Cela a révélé que l’autre objet au bord de la plaque était une comète différente.

Il y a 19 régions distinctes sur la comète de Rosetta , avec chaque région distincte nommée pour une ancienne divinité égyptienne; Les régions du petit lobe portent le nom de déesses, tandis que les régions du grand lobe portent le nom de dieux. Les caractéristiques appelées «portes», qui sont deux proéminences sur la surface de la comète de Rosetta, ont reçu les noms des membres décédés de l’équipe scientifique de Rosetta .

En février 1959, un rapprochement avec le géant gazeux Jupiter a poussé le périhélie de la comète de Rosetta vers notre Soleil à environ 1,3 unités astronomiques (UA) , où il reste aujourd’hui. Une AU est égale à la séparation moyenne Terre-Soleil, qui est de 93 000 000 miles. Avant que Jupiter ait poussé la comète vers l’endroit où elle se trouve maintenant, sa distance de périhélie était d’environ 2,7 UA .

Avant le passage du périhélie de la comète de Rosetta en 2009, il avait une période de rotation d’environ 12,76 heures. Cependant, au cours de ce passage du périhélie , il a diminué à 12,4 heures. Ce ralentissement serait le résultat du couple induit par la sublimation.

La composition de la vapeur d’eau de la comète de Rosetta , telle que déterminée par le vaisseau spatial Rosetta , est très différente de celle existant sur notre propre planète. Le rapport du deutérium à l’hydrogène dans la vapeur d’eau de la comète a été mesuré à trois fois celui trouvé pour l’eau de la Terre. Cela rend très improbable que l’eau trouvée sur notre planète provienne de comètes comme la comète de Rosetta. Le 22 janvier 2015, la NASA a annoncé qu’entre juin et août 2014, la comète avait émis des quantités croissantes de vapeur d’eau – jusqu’à dix fois plus qu’auparavant. Le 23 janvier 2015, la revue Science a publié un numéro spécial d’études scientifiques sur la comète de Rosetta.

Le noyau de la comète de Rosetta ne possédait aucun champ magnétique après que des mesures ont été obtenues lors de la descente et de l’ atterrissage de l’atterrisseur Philae le 12 novembre 2014. Cette découverte suggère que le magnétisme n’a peut-être pas joué un rôle dans la formation de notre système solaire. Système – comme cela avait été théorisé précédemment.

Les mesures obtenues par des instruments à bord du Philae lander ont révélé seize composés organiques, dont quatre ont été vus pour la première fois sur une comète. Les composés organiques comprenaient l’acétamide, l’acétone, l’isocyanate de méthyle et le propionaldéhyde. Astrobiologistes Dr. Chandra Wickramasinghe et le Dr Max Wallis ont commenté que certaines des caractéristiques physiques repérées à la surface de la comète par Rosetta et Philae , comme sa croûte riche en matière organique, pourraient être expliquées par la présence de micro-organismes extraterrestres. Cependant, les scientifiques du projet Rosetta ont rapidement rejeté cette affirmation comme une «pure spéculation». En effet, les composés riches en carbone sont communs dans notre système solaire. Ni Rosetta ni Philae ne sont construits pour rechercher des preuves directes d’organismes.

L’une des découvertes les plus importantes de la mission Rosetta à ce jour est la détection de grandes quantités de gaz oxygène moléculaire entourant la comète. Les modèles actuels du système solaire indiquent que l’oxygène moléculaire aurait dû disparaître au moment où la comète de Rosetta s’est formée, il y a environ 4,6 milliards d’années, dans un processus chaud et violent qui aurait fait réagir l’oxygène avec l’hydrogène pour former de l’eau. L’oxygène moléculaire n’a jamais été repéré dans les comas cométaires. On pense généralement que l’oxygène moléculaire primordial a été incorporé dans le noyau pendant la formation de la comète. La détection de l’azote moléculaire dans la comète indique que ses grains cométaires se sont formés dans des conditions plus fraîches.

La comète de Rosetta: voir la vie des choses

Même si l’ instrument ROSINA de Rosetta avait déjà révélé une différence significative de composition entre l’eau de la comète de Rosetta et celle de la Terre, le même instrument a fait la découverte importante que même si les comètes ne jouaient pas le rôle principal … ils ont certainement eu le potentiel de fournir les ingrédients de la vie.

Alors que plus de 140 molécules différentes ont déjà été identifiées dans l’espace entre les étoiles, les acides aminés n’ont pas pu être retrouvés. Cependant, des indices de l’existence d’un acide aminé glycine ont été trouvés suite à la mission Stardust de la NASA qui a été effectuée par Comet Wild 2 en 2004. Cependant, la possibilité de contamination terrestre des particules de poussière collectées pour l’étude ne peut être exclue. . La glycine est un composé organique biologiquement important couramment vu dans les protéines. À la suite de la mission Rosetta , pour la première fois, des détections répétées de glycine dans l’atmosphère floue, ou coma, d’une comète ont été confirmées.

La première détection de glycine a été faite en octobre 2014, alors que la plupart des mesures ont été prises au cours du périhélie en août 2015. Le périhélie est le terme le plus proche de notre étoile le long d’une orbite cométaire alors que son dégazage est le plus fort. “C’est la première détection sans ambiguïté de la glycine dans la fine atmosphère d’une comète”, a commenté le Dr. Kathrin Altwegg dans un communiqué de presse de l’Université de Berne du 27 mai 2016 . Dr. Altwegg est chercheur principal de l’instrument ROSINA au Centre de l’espace et de l’habitabilité de l’Université de Berne en Suisse, et auteur principal de l’étude. Les résultats sont publiés dans la revue Science.

Il est difficile pour les scientifiques de détecter la glycine. C’est à cause de sa nature non-réactive; il ne se sublime qu’à un peu moins de 150 degrés centigrades – et des quantités rares sont émises sous forme de gaz à la surface ou sous la surface de la comète à la suite des températures glaciales.

“Nous voyons une forte corrélation entre la glycine et la poussière, suggérant qu’il est probablement libéré du manteau glacial des grains une fois qu’ils se sont réchauffés dans le coma, peut-être avec d’autres substances volatiles”, poursuit le Dr Altwegg. Dans le même temps, les scientifiques planétaires ont repéré les molécules organiques méthylamine et l’ éthylamine , qui sont des précurseurs de la formation de glycine. D’une manière différente de celle des autres acides aminés, la glycine est capable de se former sans la présence d’eau liquide. “Cette présence simultanée de méthylamine et d’ éthylamine , et la corrélation entre la poussière et la glycine , suggère également comment la glycine s’est formée”, a ajouté le Dr Altwegg.

Il y a encore une autre détection fascinante pour la première fois par ROSINA à une comète – la présence de phosphore. Le phosphore est un élément constitutif important existant dans tous les organismes vivants – trouvé dans le cadre structurel des matériaux génétiques ADN et ARN.

Le Dr Matt Taylor, scientifique du projet Rosetta à l’ Agence spatiale européenne (ESA), a expliqué dans le communiqué de presse de l’Université de Berne du 27 mai 2016 :

“La multitude de molécules organiques déjà identifiées par ROSINA , maintenant rejoint par la confirmation passionnante d’ingrédients fondamentaux comme la glycine et le phosphore , confirme notre idée que les comètes ont le potentiel de fournir des molécules clés pour la chimie prébiotique. Le système solaire, et les navires qui auraient pu transporter ces ingrédients vitaux sur Terre, est l’un des principaux objectifs de la mission Rosetta , et nous sommes ravis de ce résultat. ”

Judith E. Braffman-Miller est une écrivaine et astronome dont les articles ont été publiés depuis 1981 dans divers magazines, revues et journaux. Bien qu’elle ait écrit sur une variété de sujets, elle aime particulièrement écrire sur l’astronomie, parce que cela lui donne l’opportunité de communiquer aux autres les nombreuses merveilles de son domaine. Son premier livre, “Wisps, Ashes, and Smoke”, sera publié prochainement.