Comètes

Les comètes et la naissance du système solaire

cometes001Les comètes sont des planétésimaux formés aux confins du système solaire. Le noyau d'une comète, typiquement de quelques kilomètres de diamètre, est essentiellement composé de glaces d'eau mélangées à des glaces d'oxydes de carbone, de méthane, d'ammoniaque et de particules de poussières agglomérées. Quand la comète approche du Soleil, les glaces subliment, formant une coma (chevelure) de gaz et de poussière. Le rayonnement et le vent solaires soufflent ces matériaux pour former des queues cométaires spectaculaires. Comme l'on pense que les comètes sont des reliques préservées des temps reculés du système solaire, elles en sont considérées comme les corps les plus primitifs. Comprendre leur origine, leur évolution et leur composition donne donc des indices importants sur l'histoire de notre système planétaire. Les comètes contiennent en outre des molécules organiques complexes, et peuvent avoir joué un rôle important dans le transfert d'eau et de matières organiques depuis le milieu interstellaire jusqu'à la Terre primitive, contribuant ainsi à l'origine de la vie.

 

cometes002Notre groupe de recherche utilise entre autres le télescope TRAPPIST pour réaliser un suivi photométrique et astrométrique des comètes visibles depuis l'hémisphère Sud. Pour les comètes relativement brillantes, nous mesurons une fois par semaine les taux de production et la distribution spatiale de plusieurs espèces gazeuses dont OH, NH, CN et C2 ainsi que des ions comme CO+. Les taux de production de poussières sont déterminés également pour les comètes plus faibles. De telles mesures réalisées de manière régulière sont rares en raison du manque de temps d'observation sur des plus grands télescopes, or elles sont très importantes, étant donné qu'elles permettent de suivre les variations du taux de production de chaque gaz en fonction de la distance au Soleil. Ces observations permettent de déterminer la composition des comètes et la classe chimique à laquelle elles appartiennent (riche ou pauvre en carbone par exemple), pouvant alors révéler l'origine de ces différentes classes. En effet, avec une dizaine de comètes brillantes observées chaque année, ce programme apportera rapidement un échantillon statistiquement représentatif. Grâce au mode opératoire du télescope, le suivi de comètes fragmentées et d'évènements de forte activité (outburst) est également possible juste après qu'une alerte soit donnée. Cela apportera d'importantes informations sur la nature des comètes et les courbes de lumière extraites de ces données permettront d'évaluer la quantité de poussières et de gaz d'une comète donnée, dans le but, par exemple, de préparer des observations plus détaillées avec de plus grands télescopes.

 

cometes003Pour réaliser ce genre d'observations, le télescope est équipé de filtres cométaires à bandes étroites de grande taille (5x5cm) et de haute qualité. Ces filtres nous ont été prêtés par David Schleicher de l'observatoire Lowell (Flagstaff, USA) et ont été construits par la NASA pour la campagne d'observation de la fameuse comète Hale-Bopp (Farnham et al., 2000). Ils permettent d'isoler de petites régions spectrales dans lesquelles des espèces cométaires données émettent (bandes d'émission), ainsi que les régions de continuum proches (spectre solaire réfléchi par les poussières). En plus de fournir le taux de production des différentes espèces à l'aide d'une calibration photométrique adaptée, l'analyse des images peut révéler des structures dans la coma (jets et queues) qui peuvent mener à la détection de régions actives et à la mesure de la période de rotation du noyau.

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