Rosetta a vu du givre sur Chury

Le noyau de la comète Churyumov-Gerasimenko photograhié par la sonde Rosetta. © ESA
Sur la comète Churyumov-Gerasimenko, la glace conservée en surface pendant des années peut disparaître au Soleil en quelques minutes. Puis réapparaître à l'ombre des montagnes.

Si la mission de la sonde Rosetta s'est terminée il y a trois mois après son crash en douceur sur la comète Churyumov-Gerasimenko, l'exploitation des données acquises pendant ses deux années en orbite est loin d'être achevée.

Deux articles publiés coup sur coup dans la revue américaine Science montrent comment le sol de la comète s'érode à chacun de ses passages près du Soleil, révélant des glaces d'eau et de dioxyde de carbone qui disparaissent en parfois quelques minutes, avant de se redéposer la nuit venue.

Le printemps d’Anhur

Dans un premier article, Gianrico Filacchione et ses collègues se penchent sur une petite zone de la région baptisée Anhur, qui est restée plongée dans la nuit pendant 4 ans avant d'émerger au soleil à la mi-janvier 2015.

Observée avec le spectro-imageur infrarouge Virtis-M fin mars 2015, lorsque la comète était à plus de 2 unités astronomiques du Soleil, la zone de 80 m par 60 révèle 0,1% de glace de CO2.

« Le dioxyde carbone est l'une des espèces chimiques les plus abondantes dans les noyaux cométaires, mais à cause de sa grande volatilité, en général elle est seulement présente sous la surface », expliquent les chercheurs.

Sur ce modèle de terrain, le cadre montre la zone, sur Anhur, où de la glace de dioxyde de carbone a été découverte.
© Filacchione et al. (2016), Science Vol. 354, Issue 6319, pp. 1563-1566

Son observation sur Anhur serait d'ailleurs exceptionnelle et résulterait d'un mécanisme compliqué, impliquant la forme biscornue du noyau et l'inclinaison de son axe de rotation. « Après le passage de la comète au périhélie, Anhur plonge rapidement dans la nuit et sa température en surface descend sous les -200°C », expliquent en substance les chercheurs. L'intérieur du noyau demeurant relativement chaud après son passage près du Soleil, à cause de son inertie thermique, le dioxyde de carbone qui s'y trouve migre alors en surface.

Cette glace de dioxyde de carbone de quelques centimètres d'épaisseur, observée par Rosetta pendant le « printemps » sur Anhur, ne peut pas cependant se maintenir longtemps après le retour du Soleil. L'équipe note que, trois semaines après avoir été découverte, elle avait déjà disparu...

Du givre au petit matin

Dans le second article, Sonia Fornasier (observatoire de Paris) et ses collègues observent des changements encore plus brutaux.

D'abord, l'observation globale de Churyumov-Gerasimenko à l'approche puis après son passage au périhélie, grâce à la caméra à haute-résolution Osiris, met en évidence un bleuissement du noyau, « indiquant une augmentation de la teneur en glace d'eau », écrivent les chercheurs dans leur article. Explication : « L’augmentation de l'activité de la comète à l'approche du Soleil a aminci sa pellicule de poussière, exposant les couches sous-jacentes, riches en glace. »

Mais c'est surtout l'étude détaillée de petites zones bien précises qui frappe. À la frontière des régions Hapi et Hathor, les chercheurs observent des fronts brillants qui se déplacent avec l'ombre des montagnes. Mieux, ces taches lumineuses « sont plus larges là où les ombres bougent vite et plus fines où les ombres sont lentes. »

Évolution de zones givrées à la surface de Churyumov-Gerasimenko, au lever du jour, en 40 minutes de temps.
© Fornasier et al. (2016), Science Vol. 354, Issue 6319, pp. 1566-1570

Il s'agirait, en fait, de dépôts de givre. « Formé après le coucher du Soleil, quand la vapeur d'eau relâchée par le sous-sol se condense, ce givre se sublimerait très vite lorsqu'il est exposé au Soleil. »

À partir de l'étendue de ces taches et de la vitesse des ombres, on peut calculer le temps pendant lequel le givre résiste : 3 minutes. Cela correspond à une épaisseur de glace de... 15 microns !

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