Les comètes à l'origine des océans terrestres: une hypothèse renforcée

Publié par Adrien le 24/05/2019 à 08:00
Source: Observatoire de Paris
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Les comètes issues des confins du Système solaire auraient pu jouer un rôle clef dans l'émergence des océans sur Terre. En bouleversant les critères d'étude habituels, une étude parue le 20 mai 2019 dans une lettre de la revue Astronomy & Astrophysics menée par une équipe scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui...) internationale comprenant des chercheurs de l'Observatoire de Paris (L'Observatoire de Paris est né du projet, en 1667, de créer un observatoire astronomique...) - PSL, ravive le débat.


Image de la comète 46P/Wirtanen (46P/Wirtanen est une petite comète périodique avec une période orbitale...) prise le 3 janvier 2019.
© N. Biver - Observatoire de Paris

Les comètes sont des objets privilégiés pour l'étude du système solaire. Ayant peu évolué depuis leur formation il y a 4,6 milliards d'années, elles témoignent de la composition de la nébuleuse (Une nébuleuse (du latin nebula, « nuage ») désigne, en astronomie, un...) primitive de notre Système solaire. Certaines de leurs propriétés contiennent aussi des informations sur les régions précises où elles se sont formées, la ceinture de Kuiper (La ceinture de Kuiper (parfois appelée ceinture d'Edgeworth-Kuiper, ['kœj.pər] en...) et le nuage de Oort étant les deux vastes réservoirs cométaires au sein du Système solaire.

Typiquement, le rapport D/H, entre le deutérium - un isotope de l'hydrogène-, et l'hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.) - qui forme avec l'oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de...) la molécule (Une molécule est un assemblage chimique électriquement neutre d'au moins deux atomes, qui...) d'eau-, est un excellent indicateur. Cette signature permet aussi de savoir si l'eau des comètes est de même nature ou pas que l'eau terrestre.

Depuis les années 1980, ce rapport n'a pu être mesuré qu'une douzaine de fois dans l'eau des comètes. Selon les cas, il s'est révélé identique à celui de l'eau sur la Terre ou deux fois plus élevé, voire trois fois dans le cas de la comète 67P explorée par la mission cométaire Rosetta. Des hypothèses ont été avancées pour expliquer cette diversité de composition. Les rapports obtenus, élevés dans une majorité des cas, tendaient aussi à minorer la contribution des comètes à l'origine des océans sur Terre.

Un nouveau paradigme

Le débat est relancé grâce à une nouvelle étude qui parait le 20 mai 2019 dans une lettre de la revue A&A à laquelle ont participé des chercheurs de l'Observatoire de Paris - PSL au Laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation en astrophysique (L’astrophysique (du grec astro = astre et physiqui = physique) est une branche...) - LESIA (Observatoire de Paris - PSL / CNRS / Sorbonne (La Sorbonne est un complexe monumental du Quartier latin de Paris. Elle tire son nom du...) université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la...) / Université Paris Diderot).

En décembre 2018, le passage de la comète 46P /Wirtanen au plus près de la Terre a fourni à l'équipe scientifique l'opportunité de faire une nouvelle mesure de ce rapport. Les observations qui ont été menées dans le domaine submillimétrique depuis l'avion stratosphérique SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy) de la NASA, leur ont permis de déterminer qu'il était de type terrestre.

Or la comète 46P/Wirtanen fait partie des comètes dites hyperactives, tout comme les deux autres comètes dont la signature est identique à celle de l'eau sur Terre. Cette caractéristique a intrigué les scientifiques. Par comparaison avec des mesures antérieures et des modèles, ils se sont aperçus que le rapport D/H, n'était pas lié à l'origine d'une comète - Nuage de Oort ou ceinture de Kuiper.

Ils ont constaté qu'il était plutôt lié à la quantité d'eau libérée par les particules de glace dans leur halo (causé par le chauffage (Le chauffage est l'action de transmettre de l'énergie thermique à un objet, un...) du Soleil), et non pas à celle de la glace présente directement à leur surface. "C'est la première fois que l'on peut relier tous les rapport D/H mesurés sur les comètes à un seul facteur", souligne Dominique Bockelée-Morvan, directrice de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) CNRS à l'Observatoire de Paris - PSL et l'une des auteurs de l'étude. "Nous devrons donc peut-être repenser notre façon d'étudier les comètes, car l'eau libérée par les grains de glace semble être un meilleur indicateur du rapport D/H que l'eau libérée par la glace de surface", renchérit-elle.

Cela pourrait signifier que toutes les comètes, quelle que soit leur nature, auraient en fait un rapport D/H semblable aux océans terrestres. Bouleversant les paradigmes actuels, cette hypothèse ravive le débat sur l'origine de nos océans.

Référence

"Terrestrial deuterium-to-hydrogen ratio in water in hyperactive comets" D. C. Lis, D. Bockelee-Morvan, R. Guesten, N. Biver, J. Stutzki, Y. Delorme, C. Duran, H. Wiesemeyer, Y. Okada ,2019, Astronomy & Astrophysics letter, in presshttps://doi.org/10.1051/0004-6361/201935554
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