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Rosetta : Tchouri a sans doute perdu son manteau de poussières

Philippe Passebon

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Rosetta : Tchouri a sans doute perdu son manteau de poussières

Le spectromètre de masse Cosima est embarqué sur la sonde Rosetta

© source : esa

La comète Tchouri a sans doute perdu le fin manteau de poussières qui recouvrait sa surface depuis son dernier passage proche du soleil, selon une étude publiée dans le magazine Nature, à partir des analyses effectuées par l'instrument Cosima.

Après Science, Nature. La mission Rosetta collectionne les éditeurs prestigieux. Les chercheurs de l'ESA viennent de publier, à trois jours d'intervalle, dans les deux revues scientifiques les plus réputées. L'article paru le 26 janvier dans Nature fait le point sur la perte vraisemblable, par la comète 67P/Churuymov-Gerasimenko, ou Tchouri, de son petit nom, d'un fin manteau de poussières qui la recouvrait.

                       >>LIRE : MISE A NU DE LA COMETE TCHOURI PAR LA SONDE ROSETTA

La sonde Rosetta en orbite autour de la comète depuis août dernier embarque un spectromètre de masse chargé de récolter et d’analyser les poussières provenant de Tchouri. L'instrument mis au point par les chercheurs orléanais du Laboratoire de Physique et de Chimie de l'Espace (LPC2E) a recueilli entre août et octobre 2014 des grains "floconneux et poreux" et "riches en sodium". Les grains qui ont été analysés proviennent d'un précédent passage de la comète près du Soleil. Ce sont d’ailleurs ces poussières qui se transforment parfois en étoiles filantes lorsqu’elles entrent dans l’atmosphère terrestre.

En août, Tchouri commence tout juste à entrer dans sa phase d’activité, ou de "réactivation" car elle a déjà été en activité il y a quelques années lors de son précédent passage à côté du soleil. Au fur et à mesure qu’elle s’en approche à nouveau, cette "activité" devient de plus en plus intense, et la comète perd ses matériaux extérieurs, comme lorsque l’on pèle un oignon. « Notre but est de suivre l’activité de la comète pendant près d’un an. Au fur et à mesure de l’évolution de son activité, elle ne relargue pas le même matériel, explique Christelle Briois, enseignante-chercheur au LPC2E (CNRS/Université d’Orléans) et co-auteur de la publication éditée par le magazine Nature le 26 janvier 2015.

Les atomes de surface sont ionisés et arrachés de la surface

Dans cette publication, les auteurs font état des premières observations effectuées sur les échantillons de poussières récoltées par l’instrument Cosima, sur la sonde, depuis le 11 août jusqu’à fin octobre. Pendant cette période, la sonde est alors à une trentaine de kilomètres de la comète. Au travers d’un "entonnoir" – une "fenêtre" ouverte sur l’espace – la sonde collecte des poussières issus de la comète tandis qu’elle s’approche de celle-ci. Derrière l’entonnoir, un bras mécanique manipule trois cibles métalliques de 1 cm², sur lesquelles les poussières se déposent. Toutes les semaines, les cibles mécaniques sont amenées devant une caméra pour en prendre des clichés, puis celles-ci sont réexposées au flux de gaz et de poussières.

Sur la cible, les poussières se présentent sous forme de grains de quelques centaines de micromètres de diamètre. Régulièrement, les grains sont analysés par spectrométrie de masse. « Cosima analyse spécifiquement les solides. Le spectromètre de masse est équivalent à une petite balance atomique. Les grains sont soumis à un faisceau d’ions d’indium auquel sont sensibles les trois premières monocouches atomiques de la surface. Ces atomes de surface sont ionisés et arrachés de la surface. Puis par calcul de leur temps de vol – le temps qu’ils mettent à parcourir la distance qui les séparent du détecteur – il est possible de remonter à leur masse, grâce à laquelle on peut remonter à la nature élémentaire de l’atome, » détaille Christelle Briois.

Les résultats de Cosima tiennent aussi bien aux clichés effectués qu’aux analyses de spectrométrie de masse elles-mêmes. C’est la première collecte de particules à aussi petite vitesse (1 -10 m/s). Beaucoup de ces particules se sont fragmentées lors de la collecte et sont d’aspect "floconneux" et poreux. Ces particules, riches en sodium (Na) proviennent de la couche de poussières accumulée sur la surface de la comète depuis sa dernière approche du Soleil. Une grande partie du manteau de poussières de Tchouri devrait en fait être maintenant perdu.

Deux exemples de grains de poussières collectés par l’instrument Cosima. C’est le microscope de Cosima, appelé Cosiscope et construit sous la direction de l’IAS (CNRS/Université Paris-Sud), qui a permis de réaliser ces images sous deux éclairages rasants, de la droite (images du haut) et de la gauche (images du bas). L’image (a) montre une particule de poussière qui s’est effondrée en un tas de débris lors de sa collecte (grain nommé par l’équipe COSIMA, Eloi); l’image (b) montre une particule de poussière qui s’est brisée (appelée Arvid). Eloi mesure environ 400 micromètres et Arvid environ 300 micromètres. Les deux petits grains à l'extrême droite de l'image (b) ne font pas partie du paquet brisé. Le fait que les grains se soient si facilement éclatés signifie que les composants individuels ne sont pas bien collés ensemble. S’ils avaient contenu de la glace ils ne se seraient pas brisés, au lieu de cela les composants glacés se seraient évaporés du grain peu de temps après avoir touché le détecteur.

Placement de l'instrument Cosima sur la sonde :

 

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