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Les comètes à l'origine de la lumière zodiacale

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Selon des chercheurs texans, plus de 80% des poussières qui composent la lumière zodiacale proviennent des comètes...

Vue sous le ciel pur du Nouveau-Mexique, la lumière zodiacale s'élève depuis l'horizon derrière lequel le Soleil s'est couché. Crédit Malcolm Park (North York Astronomical Association)

Un soir de printemps, dans un coin de campagne encore préservé de la pollution lumineuse, le Soleil est couché depuis un peu plus d'une heure. Les étoiles sont là, piquées sur un ciel bien noir. Pourtant, vers l'ouest, une colonne faiblement lumineuse subsiste, moins brillante que la Voie lactée. Son observation nécessite un ciel transparent et une parfaite adaptation à l'obscurité. Son nom : la lumière zodiacale.

Elle est le résultat de la réflexion de la lumière solaire sur une bande de poussière située dans le plan de l'orbite terrestre et qui s'étend jusqu'à l'orbite de Jupiter. L'observation de ce nuage poussiéreux autour d'autres étoiles pourrait même permettre la détection d'exoterres.

La poussière interplanétaire ne se résume pas à la lumière zodiacale. Les étoiles filantes (on parle de météores) en sont une autre manifestation. Crédit W. Pacholka

Observée depuis toujours

Le premier à mentionner l'existence de la lumière zodiacale est le philosophe romain Sénèque qui la comparait à des feux épars. Dix siècles plus tard, Omar Khayyam la décrivit comme une fausse aurore depuis l'observatoire d'Ispahan. En 1661 Joshua Childrey proposa le premier d'expliquer la lumière zodiacale par la présence de particules de poussières éclairées par le Soleil.

L'astronome Jean-Dominique Cassini l'admira vingt ans plus tard lors d'un voyage sous les tropiques et en 1855 l'Anglais Smyth en fit les premières observations spectroscopiques depuis le Pic de Teide (île de Ténérife) et nota que les poussières étaient riches en silicates. Depuis l'avènement des sondes spatiales dans les années 1960, elles sont systématiquement équipées de détecteurs pour collecter ces poussières interplanétaires.

Selon Nesvorny et Jenniskens, la majorité des poussières du nuage zodiacal ne proviennent pas de la ceinture d'astéroïdes (en vert) mais des comètes à courtes périodes qui subissent l'influence de Jupiter. (Cliquer sur l'image pour l'agrandir.) Crédit Southwest Research Institute

Poussières d'astéroïdes et surtout de comètes

L'origine des poussières qui composent la lumière zodiacale fait débat depuis longtemps. Si on s'accorde pour dire que le nuage zodiacal est enrichi par les astéroïdes, les comètes et les essaims météoritiques, c'est la proportion de chacune de ces composantes qui divisait les scientifiques.

Deux chercheurs du Southwest Research Institute, David Nesvorny et Peter Jenniskens, viennent de trancher. Ils ont réalisé le premier modèle entièrement dynamique du nuage zodiacal. Ils démontrent que l'épaisseur du nuage s'explique  par la présence de poussières provenant des comètes à courte période, typiquement celles dont l'orbite elliptique est parcourue en moins de 200 ans.

Deux constats précis viennent étayer leur démonstration.Tout d'abord les études menées par Jenniskens, spécialiste des courants météoritiques : selon ses conclusions, ces courants de poussières s'observent sur des orbites semblables à celles empruntées par les comètes à courtes périodes sans qu'une comète active y soit associée. D'autre part l'analyse des micro-météorites récoltées en Antarctique révèle que la plus grande partie d'entre elles ont une composition primitive différente de celle des météorites issues d'astéroïdes.

Nesvorny et Jenniskens pensent que ces micro-météorites sont en fait des poussières cométaires. Ils en déduisent que la proportion observée (environ 85% de l'ensemble des micro-météorites) correspond au pourcentage de poussières cométaires qui peuplent le nuage zodiacal.