La lumière zodiacale. Encore l’un de ces phénomènes merveilleux que nous devons à la nature. À un nuage de poussière dans lequel baigne une partie de notre Système solaire. Les astronomes ont d’abord pensé que nous devions ces poussières à des astéroïdes. Puis à des comètes. Aujourd’hui, ils suggèrent qu’elles pourraient en réalité s’échapper de Mars !
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Une partie de notre Système solaire baigne dans un nuagenuage de poussière. Et lorsque les fines particules qui le composent diffusent la lumière du Soleil, apparait alors dans notre ciel nocturnenocturne -- notamment après le coucher du Soleil au printemps et avant son lever en automneautomne --, une lueur diffuse que les astronomesastronomes appellent la lumière zodiacale.
Ce nuage de poussière, les chercheurs ont d'abord pensé qu'il venait surtout des astéroïdes. Puis, à la matière éjectée par les comètescomètes. Mais de nouvelles données recueillies par la sonde Juno (mission d'exploration de JupiterJupiter) pointent désormais un nouveau responsable : la planète Mars.
C'est un peu par hasard que JunoJuno a renseigné les chercheurs sur ces poussières cosmiques. Pour déterminer l'orientation de l'engin dans l'espace et assurer la précision de son magnétomètremagnétomètre, en effet, des caméras embarquées prennent le ciel en photo tous les quarts de seconde. Et l'une d'entre elles a été programmée pour rapporter les objets qui apparaissent sur plusieurs images consécutives, mais qui pourtant, ne figurent pas dans les catalogues d'objets connus. C'était dans l'idée de détecter de nouveaux astéroïdes.
Mais lorsque la caméra a commencé à renvoyer des milliers d'images sur lesquelles apparaissaient et disparaissaient de mystérieuses stries, les astronomes ont été déconcertés. « C'était comme si quelqu'un secouait une nappe pleine de miette devant la caméra », commente John Leif Jorgensen, professeur à l'université technique du Danemark, dans un communiqué du Jet Propulsion Laboratory (JPLJPL, NasaNasa)
La distribution des poussières cosmiques dans le détail
Un calcul de la taille et de la vitessevitesse apparente des objets apparaissant sur les images a finalement permis aux chercheurs de remonter à leur origine. Des grains de poussière s'étaient écrasés sur Juno à quelque 16.000 km/h, lui arrachant des morceaux submillimétriques. Les panneaux solaires de l'engin s'étaient tout simplement transformés en immense détecteur de poussière. Avec une zone de collecte 1.000 fois plus importante que celle de la plupart des détecteurs de poussière traditionnels.
Un détecteur de poussière plutôt sensible. Et qui a permis aux astronomes de se faire une idée de la distribution de ces poussières tout au long du parcours de Juno entre la Terre et Jupiter. Ainsi la plupart des impacts ont été enregistrés entre la Terre et la ceinture d'astéroïdesceinture d'astéroïdes. Le nuage de poussière semble délimité d'une part par notre planète -- du fait de sa gravitégravité qui aspire en quelque sorte tout ce qui s'en approche -- et d'autre part, par la planète Mars -- à environ deux unités astronomiquesunités astronomiques, soit deux fois la distance Terre-Soleil.
“Mars est le seul objet que nous connaissons à cet endroit.”
La gravité de Jupiter agit quant à elle comme une barrière qui empêche les poussières de s'échapper vers le Système solaire externe. Tout comme elle empêche d'ailleurs des poussières venant de l'espace lointain de s'infiltrer dans le Système solaire interne. Et c'est l'influence de cette barrière gravitationnelle ainsi que l'orbiteorbite presque circulaire de ces grains de poussière qui oriente aujourd'hui les chercheurs vers une origine inattendue. « Le seul objet que nous connaissons à cet endroit, c'est la planète Mars », souligne John Leif Jorgensen.
Le saviez-vous ?
La sonde Juno a été lancée en 2011. Elle a atteint Jupiter, son objectif, en juillet 2016. Depuis elle étudie la plus grosse planète de notre Système solaire. Et grâce à une extension de sa mission jusqu’en septembre 2025 au plus tard, elle va désormais aussi pouvoir s’attarder sur les principales lunes de Jupiter : Ganymède, Europe et Io.
Pour son équipe, donc, le nuage de poussière responsable de la lumière zodiacalelumière zodiacale vient de gigantesques tempêtestempêtes de sablesable qui se déclenchent à l'occasion sur Mars. Pour vérifier cette nouvelle hypothèse, les astronomes l'ont testée à l'aide de modèles informatiques qui ont rendu avec précision la variation de la lumière zodiacale observée près de l'écliptiqueécliptique. Comment cette poussière peut échapper à l'emprise de la gravité martienne reste encore à découvrir...
Les comètes à l'origine de la lumière zodiacale
Selon des chercheurs texans, plus de 80% des poussières qui composent la lumière zodiacale proviennent des comètes...
Article de Jean-Baptiste FeldmannJean-Baptiste Feldmann paru le 21/04/2010
Un soir de printemps, dans un coin de campagne encore préservé de la pollution lumineusepollution lumineuse, le Soleil est couché depuis un peu plus d'une heure. Les étoilesétoiles sont là, piquées sur un ciel bien noir. Pourtant, vers l'ouest, une colonne faiblement lumineuse subsiste, moins brillante que la Voie lactéeVoie lactée. Son observation nécessite un ciel transparenttransparent 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.
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 tropiquestropiques 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 silicatessilicates. Depuis l'avènement des sondes spatiales dans les années 1960, elles sont systématiquement équipées de détecteurs pour collecter ces poussières interplanétaires.
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 météoritiquesessaims 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-météoritesmétéorites récoltées en AntarctiqueAntarctique 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.
