Recherchez sur tout Techno-Science.net
       
Techno-Science.net : Suivez l'actualité des sciences et des technologies, découvrez, commentez
Catégories
Techniques
Sciences
Encore plus...
Techno-Science.net
Photo Mystérieuse

Que représente
cette image ?
Posté par Adrien le Jeudi 21/01/2016 à 00:00
L'observation de glace d'eau fournit de nouveaux indices sur l'évolution de Tchouri
Le spectro-imageur infrarouge VIRTIS de Rosetta a détecté la présence de glace d'eau à la surface de la comète, dans la région d'Imhotep, en deux endroits distincts. Cette découverte permet d'en savoir plus sur les processus physiques de formation de couches de glace (La glace est de l'eau à l'état solide.) à l'intérieur de la comète (En astronomie, une comète est un petit astre brillant constitué de glace et de poussière du système solaire, dont l'orbite a généralement la...). L'étude menée par une équipe internationale comprenant des chercheurs de l'Observatoire de Paris (L'Observatoire de Paris est né du projet, en 1667, de créer un observatoire astronomique équipé de bons instruments permettant d'établir des cartes pour la navigation. Il vient en complément de...) et du CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).) au Laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation (Le mot instrumentation est employé dans plusieurs domaines :) en astrophysique (L’astrophysique (du grec astro = astre et physiqui = physique) est une branche interdisciplinaire de l'astronomie qui concerne principalement...) (Observatoire de Paris (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région d’Île-de-France. Cette ville est construite sur une boucle de la Seine, au centre du bassin parisien, entre les confluents de la Marne et de...) / CNRS / UPMC / Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux États-Unis, au...) Paris Diderot) fait l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut être...) d'une publication parue en ligne dans la revue Nature, le 13 janvier 2016.

Bien que la vapeur () d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) soit le principal gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre ni de volume propre : un gaz tend à...) présent dans la coma (Le terme « coma » signifie « sommeil profond » en grec ancien. Le coma est une abolition de la conscience et de la...) de 67P/ Churyumov-Gerasimenko, seules de faibles quantités de glace ont été observées en surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet...) jusqu'à présent.

L'analyse des données (L’analyse des données est un sous domaine des statistiques qui se préoccupe de la description de données conjointes. On cherche par ces méthodes...) infrarouge (Le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde supérieure à celle de la lumière visible mais plus courte que celle des micro-ondes.) de l'expérience VIRTIS permet d'identifier la composition de surface de la comète, essentiellement recouverte d'un matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets. C'est donc une matière de base sélectionnée en raison de propriétés particulières et...) sombre, sec et riche en molécules organiques.


Glace sur Imhotep
© ESA/Rosetta/NavCam - CC BY-SA IGO 3.0

La présente étude porte sur des observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et...) effectuées entre septembre et novembre 2014, avant le développement de la coma. L'équipe scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes scientifiques.) a montré que deux petites régions claires d'une taille de quelques mètres, identifiées sur les images en lumière visible (La lumière visible, appelée aussi spectre visible ou spectre optique est la partie du spectre électromagnétique qui est visible pour l'œil...) dans la région d'Imhotep, sont en fait riches en glace.

La glace est observée sur des parois rocheuses et dans des éboulis, et se trouve à une température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux sensations de froid et de...) moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur qu'auraient chacun des membres de l'ensemble s'ils étaient tous identiques sans...) d'environ -120°C. La glace pure représente jusqu'à 4% de la surface de ces régions, mélangée aux matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) sombres observés partout en surface.

En outre, l'analyse des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un...) met en évidence deux types de grains de taille différente (En mathématiques, la différente est définie en théorie algébrique des nombres pour mesurer l'éventuel défaut de dualité d'une application définie à l'aide de la trace, dans l'anneau des...): les uns de quelques dizaines de micromètres de diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre et limité par les points du cercle ou de la sphère.), les autres, nettement plus grands, ayant environ 2 mm. Ceci contraste avec les grains précédemment observés dans la région de Hapi, sur le "cou (Le cou est la région du corps qui est située entre la tête et le reste du corps (torse ou tronc).)" de la comète, de beaucoup plus petite taille - seulement quelques micromètres de diamètre - objets d'une précédente publication.

Les différentes classes de taille impliquent des mécanismes de formation différents, se déroulant à des échelles de temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) différentes.

Dans la région de Hapi, les très petits grains sont associés à une mince couche de 'gel' qui se forme à la suite d'une condensation (La condensation est le nom donné au phénomène physique de changement d'état de la matière qui passe d'un état dilué (gaz) à un état condensé (solide ou...) rapide durant le cycle diurne de la glace d'eau (la rotation de la comète est d'un peu plus de 12 heures).

"En revanche, nous pensons que les couches de grains de taille millimétrique observées dans la région d'Imhotep sont le résultat d'une histoire plus complexe; elles se sont probablement formées lentement sous la surface, en étant protégées de l'érosion", indique Gianrico Filacchione, auteur principal de l'étude publié dans la revue Nature.

En supposant que les grains de glace présents à la surface ont normalement une taille avoisinant la dizaine de microns - comme le donnent à penser les observations de 67P et d'autres comètes - la présence de grains millimétriques peut alors s'expliquer par la croissance de cristaux de glace secondaires.


Les observations infrarouges de glace d'eau dans Imhotep
© ESA/Rosetta/NavCam-CC BY-SA IGO 3.0; VIRTIS images and data: ESA/Rosetta/VIRTIS/INAF-IAPS, Rome/OBS DE PARIS-LESIA/DLR; G. Filacchione et al (2016)

Ce phénomène peut s'expliquer de deux manières: soit par un procédé de "frittage (Bien qu'il n'existe pas de définition du frittage faisant l’unanimité, il peut être décrit comme une consolidation d'un matériau (par exemple une...)", sorte de compactage des grains de glace entre eux; soit par sublimation, lorsque la chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !) du Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique, c'est une étoile de type...) pénétrant la surface de la comète réchauffe la glace sous-jacente. Une partie de la vapeur d'eau formée s'échappe du noyau, mais une fraction significative peut recondenser à la surface et former des couches.

Cette idée est confortée par des expériences de laboratoire qui simulent le comportement de sublimation de la glace enfouie sous la poussière. Celles-ci montrent que plus de 80% de la glace se sublimant n'est pas libérée à travers la couverture de poussière, mais est redéposée sous la surface.

La transformation de la structure moléculaire de la glace peut également fournir une énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) supplémentaire déclenchant la sublimation. La transition entre les phases amorphe et cristalline de la glace, qui se produit aux basses températures observées sur les comètes, libère en effet une certaine quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur d’une collection ou un groupe de...) d'énergie.

"La croissance des grains de glace peut se produire dans des couches de plusieurs mètres d'épaisseur, et peut donc affecter la structure à grande échelle (La grande échelle, aussi appelée échelle aérienne ou auto échelle, est un véhicule utilisé par les sapeurs-pompiers,...), la porosité et les propriétés thermiques du noyau", ajoute Fabrizio Capaccioni, responsable scientifique de l'instrument à Rome.

Si les fines couches riches en glace exposées près de la surface sont le résultat de l'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) de cométaire, celles-ci dérivent de son évolution et non d'un processus de formation; cela n'implique donc pas nécessairement qu'une stratification à grande échelle se soit produite durant la formation de la comète.

"Il n'est certes pas facile de distinguer les caractéristiques liées à la formation de la comète de celles formées au cours de son évolution, et c'est pourquoi nous étudions une comète de si près: pour comprendre quels sont les processus importants à différents stades de son évolution", ajoute Matt Taylor, le responsable scientifique de la mission Rosetta à l'ESA.

Référence: "Exposed water ice on the nucleus of comet 67P/Churyumov-Gerasimenko" by G. Filacchione et al, Nature, 13 janvier 2016.

Commentez et débattez de cette actualité sur notre forum Techno-Science.net. Vous pouvez également partager cette actualité sur Facebook, Twitter et les autres réseaux sociaux.
Icone partage sur Facebook Icone partage sur Twitter Partager sur Messenger Icone partage sur Delicious Icone partage sur Myspace Flux RSS