LESIA - Observatoire de Paris

L’instrument VIRTIS à bord de Rosetta nous renseigne sur la température de la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko

samedi 2 août 2014

(dernière mise à jour le 1er août 2014)

Le LESIA s’est fortement investi dans le développement de l’instrument VIRTIS, le spectromètre imageur visible et infrarouge à bord de la sonde Rosetta, qui nous révèle ses premières données et apporte déjà une meilleure compréhension de la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko. Ces derniers jours, le spectromètre a mesuré la température du noyau de la comète, apportant d’importants indices sur le fait que la majorité de la surface du noyau a une température trop importante pour n’être constituée que de glace pure mais doit être couverte par un matériau sombre, poussiéreux et poreux.

VIRTIS-M, le canal d’imagerie du spectromètre, collecte la lumière émise par la surface cométaire, ce qui est directement lié à la température de la comète. Le responsable de l’instrument, Fabrizio Capaccioni (INAF-IAPS), explique que la température de surface a pu être mesurée à partir des différents spectres obtenus. L’équipe VIRTIS obtient une température de 205K +/- 5K, ceci à une distance de 3,7UA entre la comète et le Soleil. À titre de comparaison, cela équivaut à une température d’environ -70°C, soit environ 20°C de plus que la plus basse température jamais mesurée sur Terre.

Il s’agit d’une température moyenne sur toute la surface visible du noyau et cela ne prend pas en compte les différences des températures locales sur la comète. En fait pour le moment, la comète reste suffisamment éloignée de la sonde pour ne couvrir que quelques pixels sur les images prises par VIRTIS. Ainsi, l’équipe VIRTIS est seulement capable de recueillir des spectres de lumière émise par le noyau dans sa globalité, mais pas de la lumière émise par une région spécifique sur la comète.

Le résultat est très intéressant puisqu’il fournit les premiers indices sur la composition et les propriétés physiques de la surface cométaire. La température mesurée a été comparée avec celle d’un modèle théorique de comète composée de manière prédominante de glace d’eau. On observe que la température mesurée sur 67P/CG est de 20 à 30K plus importante que ce qui est attendu sur un corps glacé. La très faible réflectivité de la comète excluait d’emblée une surface de glace parfaite. Cependant cette mesure montre clairement que la surface doit être principalement couverte par une croûte de matière sombre, poussiéreuse et poreuse qui peut être plus facilement chauffée par les rayons solaires, bien que la présence de plaques de glace relativement pure ne soit pas exclue.

Première estimation de la température de 67P
Première estimation de la température de 67P

Les premières mesures de l’intrument VIRTIS révèlent une température de -70°C, suggérant que la surface de la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko est majoritairement couverte de poussière.
Crédits ESA

Dans les jours qui viennent, la mission en apportera confirmation avec de nouvelles observations, à mesure que Rosetta se rapproche de sa cible. VIRTIS pourra bientôt aussi être capable de voir plus nettement la comète et il sera alors possible de générer des cartes complètes des températures, puis d’en déduire les valeurs de plusieurs propriétés des matériaux à la surface et d’obtenir des informations intéressantes sur le noyau.

Par exemple, l’étude de la variation quotidienne de la température de surface d’une région spécifique aidera à comprendre la vitesse à laquelle la surface réagit à l’ensoleillement ; c’est l’inertie thermique qui est liée à la conductivité thermique, à la densité et à la porosité des premières dizaines de centimètres de surface cométaire. La corrélation de cette information avec la composition de la surface, obtenue grâce aux spectres VIRTIS dans la région non thermique du spectre, permettra une description complète des propriétés physiques et de la composition de la surface. De plus, le canal haute résolution, VIRTIS-H, aura pour tâche spécifique d’observer les gaz (eau, dioxyde de carbone, méthanol…) dans la coma de la comète et d’en déduire les abondances des espèces majoritaires, mais aussi les faibles absorptions de surface telles que celles de la matière organique. Pour Fabrizio Capaccioni, Rosetta doit être considérée comme un laboratoire très sophistiqué et la compréhension totale des propriétés du noyau ne se fera que par la comparaison des données issues des diverses expériences.

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