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Tchouri : son étrange forme est due à une collision entre deux comètes

ActualitéClassé sous :comète , 67p/Churyumov-Gerasimenko , Chury

Depuis le début de la mission Rosetta, les chercheurs s'interrogent sur la forme bilobée du noyau de Tchouri. Une équipe affirme qu'il est le produit de la collision douce entre deux comètes. Une enquête fructueuse sur les origines de cet astre et donc sur l'histoire de notre Système solaire.

Sur cette image prise le 14 juillet, un mois avant le périhélie de la comète, par la sonde Rosetta, à quelque 161 km du centre de Tchouri, on distingue clairement les deux lobes. Une forme qui a beaucoup surpris les équipes de la mission qui ont alors comparé le noyau à un canard pour le bain. © Esa, Rosetta, NacCam, CC by-sa igo 3.0

Lorsqu'en juillet 2014, Rosetta arriva en vue de la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko (alias Tchouri), une des premières surprises qui attendait les équipes de la mission fut la découverte d'un noyau bilobé, rapidement comparé à un canard pour le bain... Un surnom qui continue de lui coller à la peau.

Alors, comment expliquer cette forme inattendue qui intrigue depuis plus d'un an les chercheurs ? Est-ce là l'œuvre de l'érosion qui produisit le rétrécissement de son « cou », entre les deux lobes ? Ou s'agit-il de deux noyaux séparés et collés ensemble, c'est-à-dire d'une binaire par contact ? Des chercheurs emmenés par Matteo Massironi (université de Padoue, Italie) ont mené une enquête de plusieurs mois et viennent d'apporter de solides arguments validant la seconde hypothèse. Leur étude, publiée dans la revue Nature, a été présentée lors du Congrès européen des sciences planétaires (EPSC2015 pour European Planetary Science Congress 2015) qui se déroule à Nantes du 27 septembre au 2 octobre.

Sur ces images prises avec Osiris de Rosetta, quelques exemples de terrasses et de stratifications continues et parallèles observées à la surface de Tchouri. © Esa, Rosetta, MPS for OSIRIS Team MPS, UPD, LAM, IAA, SSO, INTA, UPM, DASP, IDA, M. Massironi et al. (2015)

Deux « oignons » séparés à l'origine de la comète

L'équipe, qui a analysé un grand nombre d'images de la surface de Tchouri prises en haute résolution entre le 6 août 2014 et le 17 mars 2015, assure que le noyau est né de la collision douce entre deux petites comètes. Ce sont les couches superposées de matériau qui ont parlé. Les chercheurs ont en effet pu identifier une centaine de terrasses et distinguer des strates parallèles sur des parois de falaises et aussi plusieurs fosses. À partir de leurs observations de ces superpositions de couches, ils ont retracé leur direction pour construire un modèle 3D de la comète jusqu'à de plus grandes profondeurs.

« Il est clair, d'après les images, que les deux lobes ont une enveloppe extérieure de matière organisée en couches distinctes et nous pensons que cela s'étend sur plusieurs centaines de mètres sous la surface », explique sur le blog de Rosetta, l'auteur principal de ces recherches, membre de l'équipe d'Osiris. C'est un peu comme un oignon, à la différence toutefois, « que nous considérons deux oignons séparés de différentes tailles qui ont grandi indépendamment avant de fusionner ensemble ».

À gauche : des terrasses (en vert) et des strates parallèles (lignes rouges) ont été identifiées sur le noyau de Tchouri (image du haut : Hathor et Ma’at ; image du bas : région de Seth sur le grand lobe). Au milieu : modélisation 3D de la distribution des terrains (strates, terrasses, etc.) et de leur orientation. On peut observer que leurs répartitions esquissent deux enveloppes séparées. L’échelle indique l’écart angulaire entre le plan et le vecteur de gravité local. À droite : en vert, vecteurs de gravité locale perpendiculaires aux plans des terrasses et des strates. © Esa, Rosetta, MPS for OSIRIS Team MPS, UPD, LAM, IAA, SSO, INTA, UPM, DASP, IDA, M. Massironi et al. (2015)

Une collision à faible vitesse

Il est apparu que les couches superposées dans la région du cou sont inclinées dans des directions opposées. « Cela a été le premier indice que les deux lobes sont indépendants mais, pour en être sûr, nous avons aussi fait attention à la relation entre la gravité locale et l'orientation des dispositifs individuels tout autour de la surface reconstruite de la comète. »

En effet, de manière générale, les couches sont censées se constituer perpendiculairement au centre de gravité. In fine, après la comparaison entre l'hypothèse d'une formation avec un seul centre de gravité (près du cou) et celle d'une construction primordiale de deux corps séparés, c'est la seconde qui se rapproche le plus des observations. Matteo Massironi précise : « Il s'agit sûrement d'une collision à faible vitesse pour que l'ordre des strates soit si bien préservé ».

Les chercheurs font remarquer que, même si les deux corps se sont constitués indépendamment, leurs grandes similarités structurelles renforcent l'idée que le même processus est à leur origine. « Les stratifications ont aussi été observées à la surface d'autres comètes au cours de leurs survols par de précédentes missions, rappelle Bjorn Davidsson, de l'université Uppsala, en Suède, qui a cosigné l'article. Ce qui suggère qu'elles ont aussi subi une formation semblable. »

Voici plus d'un an déjà que Tchouri est épiée au fil de sa course autour du Soleil. La comète commence à livrer ses secrets et, petit à petit, les astronomes assemblent les pièces du puzzle pour résoudre l'énigme de sa formation. « Rosetta va continuer d'observer la comète pendant une autre année, a déclaré Matt Taylor de l'équipe scientifique, afin d'obtenir le maximum d'informations sur ce corps céleste et sur sa place dans l'histoire de notre Système solaire. » La mission Rosetta, qui doit son nom à la pierre de Rosette, pourrait bien déchiffrer le mystère des comètes...

La sonde Rosetta en quête des origines de la vie  La sonde Rosetta et son atterrisseur Philae sont actuellement avec la comète Tchouri, au plus proche du Soleil. L'Esa, l'Agence spatiale européenne, revient sur les découvertes réalisées par la mission et sur la suite du voyage.