La comète Lovejoy. © Rogelio Bernal Andreo

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Un nouveau type de comète identifié ?

ActualitéClassé sous :comète , UltraCarbonaceous Antarctic MicroMeteorites , UCAMM

L'Antarctique est un lieu idéal pour collecter de la poussière interplanétaire sous forme de micrométéorites. Certaines d'entre elles sont surprenantes car gorgées de matières carbonées : les micrométéorites ultracarbonées. Elles pourraient provenir de comètes du nuage de Oort et au moins de la ceinture de Kuiper.

C'est au début des années 1950 que l'astronome états-unien Fred Whipple a commencé à développer le modèle actuel de la nature des comètes qu'il qualifiait de « conglomérats glacés » avant que sa théorie ne soit finalement connue de tous les astrophysiciens sous le nom de théorie de la « boule de neige sale ». On sait aujourd'hui que la première dénomination donnée par Whipple est plus proche de la réalité car les données provenant de missions, telles que celle de Rosetta, laissent penser que la proportion de glace est moins élevée qu'on ne l'imaginait pour les comètes en général.

On attribue aussi à Whipple le terme « micrométéorite » dont la définition reste encore un peu vague. L'Union astronomique internationale en parle généralement comme des petits corps solides célestes (sphérules cosmiques, micrométéorites cristallines ou à grain fin) se déplaçant dans l'espace interplanétaire, d'une taille supérieure aux atomes et molécules mais inférieure aux astéroïdes, produisant des météores par combustion lors de leur traversée de l'atmosphère. Les astronomes, quant à eux, entendent généralement sous le terme de micrométéorite une météorite comprise entre 10 μm et 0,1-1 mm. Il en tomberait entre 15.000 et 40.000 tonnes chaque année à la surface de la Terre. Il est facile d'en récolter certaines dans l'eau de pluie des gouttières des toits, à l'aide d'un aimant lorsqu'elles contiennent suffisamment de fer. Toutefois, les cosmochimistes qui veulent percer les secrets de la formation du Système solaire, et de l'apport éventuel en matières organiques sur Terre des micrométéorites, ont à les étudier car elles doivent venir d'au-delà de l'orbite terrestre. Et pour cela ces chercheurs ont besoin d'échantillons purs et non contaminés.

Une présentation du programme MICROMET. Son but scientifique est une meilleure compréhension de la naissance du Système solaire et de son évolution primitive durant les quelques dizaines de millions d’années qui ont suivi l’effondrement gravitationnel de notre protoétoile. © Institut polaire français Paul-Émile Victor

Des micrométéorites de la ceinture de Kuiper en Antarctique ?

Ils se sont donc tournés depuis un certain temps vers les glaces et les neiges de l'Antarctique, en particulier de la région du dôme C, l'un des dômes de glace de l'Inlandsis qui culmine à 3.233 mètres et où se trouve la base franco-italienne Concordia. L'air y est très stable, ce qui permet de mener des observations astronomiques de qualité, et surtout les vents y sont tels que la poussière provenant du reste de la planète n'y parvient pas. On peut donc trouver des micrométéorites idéalement sans contamination, d'autant plus que les températures restent en dessous de zéro et que les précipitations sont faibles. Ce qui assure tout à la fois une longue conservation des micrométéorites et leur concentration dans la glace et la neige à un degré qui permet d'en trouver en quantité suffisante pour en faire des études.

La majorité de ces micrométéorites est en relation avec la population des astéroïdes de la ceinture principale, mais une petite fraction s'est révélée particulièrement riche en composés carbonés. C'est pourquoi, on les a baptisées les micrométéorites ultracarbonées (Ultra-Carbonaceous MicroMeteorites ou UCAMMs en anglais). On a pu établir un parallèle entre ces micrométéorites et la composition des poussières cométaires de la comète de Halley étudiées par la mission Giotto et aussi celles ramenées sur terre par la mission Stardust.

Images en électrons rétrodiffusés mesurées à 15kV des fragments de micrométéorites (UCAMM) analysées. Les barres d'échelle correspondent à 5 μm pour chaque image. © Insu-CNRS

L'étude des UCAMM est engagée depuis quelques années et une équipe interdisciplinaire de chercheurs du CNRS, utilisant dans ce but la ligne de lumière SMIS du synchrotron Soleil, vient de publier un article dans Astronomy & Astrophysics (disponible sur arXiv) portant sur la première étude systématique en laboratoire de la matière organique contenue dans ces micrométéorites particulières. Les résultats obtenus sont conformes à ceux déjà exposés il y a quelques années (Futura en avait parlé), c'est-à-dire qu'ils suggèrent fortement que les UCAMM sont des matériaux cométaires provenant de la ceinture de Kuiper, voire du nuage de Oort, bien qu'ils soient brièvement présentés dans un article du CNRS comme établissant la nature d'un nouveau type de matériau cométaire.

Une présentation du synchrotron Soleil près de Paris. © Synchrotron SOLEIL

  • Depuis environ une décennie, les cosmochimistes se penchent sur l'histoire primitive du Système solaire, de l'origine de l'eau et des composés prébiotiques sur Terre en partant à la chasse des micrométéorites piégées dans les neiges en Antarctique.
  • Près de la station polaire franco-italienne Concordia, certaines d'entre elles ont surpris les chercheurs par leur composition inhabituelle, notamment à cause de leur richesse en composés carbonés.
  • Ces micrométéorites ultracarbonées ont été étudiées à l'aide des faisceaux infrarouges du synchrotron Soleil. Elles sont très probablement d'origine cométaire mais venant de comètes particulières au-delà de Neptune, dans la ceinture de Kuiper, voire le nuage de Oort.
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