Image infrarouge moyen de la comète 9P / Tempel 1 après la collision à impact profond. Crédit image: NAOJ Cliquez pour agrandir
Lorsque la mission Deep Impact de la NASA a pénétré dans la comète 9P / Tempel 1 le 4 juillet de cette année, les télescopes géants du Mauna Kea avaient une vue unique sur le nuage massif de poussière, de gaz et de glace expulsé lors de la collision.
Une série d’observations coordonnées, effectuées dans des conditions idéales par la plus grande collection de grands télescopes au monde, a fourni de nouvelles perspectives surprenantes sur l’ascendance et les cycles de vie des comètes. Plus précisément, les matériaux sous la peau poussiéreuse de la comète révèlent des similitudes frappantes entre deux familles de comètes où aucune relation n'avait été suspectée.
Les observations ont également permis aux scientifiques de déterminer la masse de matériaux projetés par la collision, qui est estimée à 25 tracteurs-remorques à pleine charge.
Les résultats sont basés sur la composition de la poussière rocheuse détectée à la fois par les télescopes Subaru et Gemini de 8 mètres et par l'éthane, l'eau et les composés organiques à base de carbone révélés par le W.M de 10 mètres. Observatoire de Keck. Les résultats de ces observations de Mauna Kea ont été publiés aujourd'hui dans un segment spécial de la revue Science mettant en évidence les résultats de l'expérience Deep Impact.
La comète Tempel 1 a été sélectionnée pour l'expérience Deep Impact car elle orbite autour du Soleil sur une orbite stable qui permet à sa surface d'être doucement cuite avec le rayonnement solaire. En conséquence, la comète a une vieille couche de poussière protectrice altérée qui recouvre le matériau glacé en dessous, un peu comme un banc de neige accumule de la saleté à sa surface en fondant au soleil du printemps. La mission Deep Impact a été conçue pour creuser profondément sous cet extérieur croustillant pour en savoir plus sur la véritable nature des composants de la poussière et de la glace de la comète. "Cette comète avait définitivement quelque chose à cacher sous son placage de roche et de glace et nous étions prêts avec les plus grands télescopes du monde pour découvrir ce que c'était", a déclaré Chick Woodward de l'Université de Minneapolis et une partie de l'équipe d'observation Gemini.
Les observations combinées montrent un mélange complexe de silicates, d'eau et de composés organiques sous la surface de la comète. Ces matériaux sont similaires à ce que l'on voit dans une autre classe de comètes supposées résider dans un essaim éloigné de corps immaculés appelé le nuage d'Oort. Les comètes du nuage d'Oort sont des fossiles bien conservés dans les banlieues gelées du système solaire qui ont peu changé au cours des milliards d'années depuis leur formation. Quand ils sont parfois poussés par gravité vers le Soleil, ils se réchauffent et libèrent une quantité abondante de gaz et de poussière lors d'une visite unique au système solaire intérieur.
Les comètes de retour comme Tempel 1 (connues sous le nom de comètes périodiques) se seraient formées dans une pépinière plus froide distinctement des lieux de naissance de leurs cousins, les comètes Oort Cloud. La preuve de deux «arbres généalogiques» distincts réside dans leurs orbites très différentes et leur composition apparente. "Maintenant, nous voyons que la différence peut être vraiment superficielle: seulement la peau profonde." dit Woodward. «Sous la surface, ces comètes peuvent ne pas être si différentes après tout.
Cette similitude indique que les deux types de comètes pourraient avoir partagé un lieu de naissance dans une région du système solaire en formation où les températures étaient suffisamment chaudes pour produire les matériaux observés. «Il est désormais probable que ces corps se soient formés entre les orbites de Jupiter et Neptune dans une pépinière commune», a déclaré Seiji Sugita de l'Université de Tokyo et membre de l'équipe Subaru.
"Une autre question que les télescopes Mauna Kea ont pu résoudre est la quantité de masse éjectée lorsque la comète a été touchée par le morceau de cuivre de la taille d'un piano à queue du vaisseau spatial Deep Impact", a commenté Sugita. Au moment de l'impact, l'engin spatial se déplaçait à environ 23 000 milles à l'heure ou près de 37 000 kilomètres à l'heure.
Parce que le vaisseau spatial n'a pas pu étudier la taille du cratère créé après sa formation, les observations à haute résolution de Mauna Kea ont fourni les données nécessaires pour obtenir une estimation ferme de l'éjection de masse, qui était d'environ 1000 tonnes. "Pour libérer cette quantité de matière, la comète doit avoir une consistance assez douce", a déclaré Sugita.
"Les éclaboussures de la sonde d'impact de la NASA ont libéré ces matériaux et nous étions au bon endroit pour les capturer avec les plus grands télescopes de la Terre", a déclaré W.M. Directeur Keck Fred Chaffee. "La collaboration étroite entre Keck, Gemini et Subaru a assuré que la meilleure science a été réalisée par les meilleurs télescopes du monde, démontrant que l'ensemble est souvent supérieur à la somme de ses parties."
Les trois plus grands télescopes du Mauna Kea ont observé la comète dans la partie infrarouge du spectre, une lumière qui peut être décrite comme «plus rouge que rouge». Le vaisseau spatial Deep Impact n'a pas été conçu pour observer la comète dans la partie infrarouge moyen (ou infrarouge thermique) du spectre, ce que Subaru et Gemini ont pu faire. Les observations de Keck ont utilisé un spectrographe haute résolution proche infrarouge. De gros instruments de ce type auraient été impossibles à installer sur le vaisseau spatial Deep Impact.
"Ces observations nous donnent le meilleur aperçu à ce jour de ce qui se trouve sous la peau poussiéreuse d'une comète", a déclaré David Harker, qui dirigeait l'équipe Gemini. «Dans l'heure qui a suivi l'impact, la lueur de la comète s'est transformée et nous avons pu détecter une multitude de silicates poussiéreux fins propulsés par un geyser à gaz soutenu sous la croûte protectrice de la comète. Ceux-ci comprenaient une grande quantité d'olivine, de composition similaire à celle que vous trouveriez sur les plages en dessous de Mauna Kea. Ces données incroyables étaient vraiment un cadeau de Mauna Kea! »
Les instruments qui ont fait ces observations étaient:
* MICHELLE (spectrographe / imageur à échelle infrarouge intermédiaire) sur le télescope Fredrick C. Gillett (Gemini North) de 8 mètres
* NIRSPEC (Spectrographe proche infrarouge) sur le 10 mètres du télescope Keck II de 10 mètres
* COMICS (COoled Mid-Infrared Camera and Spectrograph) sur le télescope Subaru de 8 mètres
Source d'origine: communiqué de presse de l'ANOJ
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