Naissance, vie et mort des comètes
Le système solaire s’est formé il a environ 4.7 milliards d’années suite à l’effondrement gravitationnel d’un nuage moléculaire, un type de nuage interstellaire dans lequel une chimie complexe conduit à la formation de molécules comme des sucres, de l’alcool et des acides aminés.
La majorité de la masse du nuage moléculaire s’est concentrée en son centre pour former le Soleil alors que le reste a formé un disque à partir duquel se sont constitués les autres corps du système solaire.
Parmi eux, les comètes sont assez petites (typiquement quelques kilomètres) et éloignées du Soleil pour rester froides et préserver le matériel de la nébuleuse proto-solaire. Les comètes demeurent dans les régions externes du système solaire jusqu’à ce qu’une perturbation les dévie vers le système solaire interne où elles se réchauffent, s’évaporent et finissent par se désagréger et disparaitre.
Altération des comètes par les rayons cosmiques galactiques (RCG)
Dans le système solaire lointain, les comètes restent inaltérées par les processus thermiques et gravitationnels. Cependant, les RCG, constitués de protons et de noyaux atomiques voyageant à très grande vitesse, irradient constamment les corps du système solaire.
Nous avons modélisé l’énergie déposée par les RCG dans les noyaux cométaires et utilisé des résultats de laboratoire pour montrer que les RCG altèrent les glaces cométaires dans les premières dizaines de mètres à l’intérieur du noyau. Les RCG cassent les liaisons chimiques entrainant la destruction et la formation de molécules et compactent les glaces cométaires.
Conséquences sur l’interprétation des observations cométaires
Les comètes sont vues comme des congélateurs préservant la matière originelle de la nébuleuse proto-solaire, ce qui pousse à les observer in-situ. Elles offrent l’opportunité d’échantillonner les restes de matière à partir de laquelle le système solaire a émergé, fournissant des indices sur la formation du système solaire et l’histoire primitive des planètes.
L’IASB est impliqué dans Comet Interceptor, une mission en préparation qui vise à échantillonner la matière dégazée par une comète lors de sa première approche dans le système solaire interne, lorsque les couches les plus externes du noyau dégazent. Il sera donc essentiel de prendre en compte l’altération du noyau cométaire par les RCG afin d’interpréter correctement les mesures de Comet Interceptor et de repousser les limites de notre compréhension des débuts du système solaire.
References:
- Gronoff, G., Maggiolo, R., Cessateur, G., Moore, W. B., Airapetian, V. S., De Keyser, J., Dhooghe, F., Gibbons, A., Gunell, H., Mertens C. J., Rubin, M., and Hosseini, S. (2020). The Effect of Cosmic Rays on Cometary Nuclei. I. Dose Deposition, The Astrophysical Journal, 890, 89. https://doi.org/10.3847/1538-4357/ab67b9
- Maggiolo, R., Gronoff, G., Cessateur, G., Moore, W. B., Airapetian, V. S., De Keyser, J., Dhooghe, F., Gibbons, A., Gunell, H., Mertens C. J., Rubin, M., and Hosseini, S. (2020). The Effect of Cosmic Rays on Cometary Nuclei. II. Impact on Ice Composition and Structure, The Astrophysical Journal, 901, 136. https://doi.org/10.3847/1538-4357/abacc3
