Mise à jour : 30 Novembre 2020

CONFÉRENCE (à distance) de Nicolas BIVER,
Astrophysicien LESIA Obs de Paris Meudon

Président de la Commission des Comètes
 « D’OÙ VIENNENT LES COMÈTES ?

Une grande diversité dans la famille des astres chevelus »

Organisée par la SAF

Par Téléconférence, due au confinement virus

Le Samedi 21 Novembre 2020 à 15H00

À l'occasion de la réunion de la Commission de Planétologie

Photos : JPM pour l'ambiance (les photos avec plus de résolution peuvent m'être demandées directement)

Les photos des slides sont de la présentation de l'auteur.  Voir les crédits des autres photos et des animations.

La présentation, elle est disponible sur ma liaison ftp et se nomme : confcomets-SAF-21nov2020.pdf qui se trouve dans le dossier CONF-MENSUELLES-SAF/ saison 2020-2021. La présentation n’est disponible que pour les membres de la SAF.

Ceux qui n'ont pas les mots de passe doivent me contacter avant.

La vidéo de la réunion est accessible ICI.

Les conditions étant particulières en cette période de circulation du virus COVID-19, je n’ai pas de photo de groupe bien sûr, mais j’ai pu faire une photo partielle des participants (voir plus bas).

De plus l’exposé étant très clair, je vous suggère de vous y reporter si vous avez des questions.

Nicolas démarre avec des généralités sur les lieux de formation des comètes, comme on le voit sur cette diapo.

On y voit la formation du Système Solaire et son évolution (d’après Morbidelli et al).

On remarque la ligne des glaces, frontière où les molécules simples comme l’eau, se condensent, elle se situe entre Mars et Jupiter, plutôt vers Jupiter.

Il existe plus loin les lignes où le CO2 puis le CO (vers 30 UA) se condensent.

On sait maintenant que la formation du Système Solaire n’a pas été un long fleuve tranquille, il y a eu migrations de planètes géantes avant d’atteindre leur position actuelle.

Ces migrations ont joué sur les objets de la ceinture de Kuiper (située au-delà de Neptune) et qui ont ainsi participé à la formation du nuage de Oort situé, lui, aux confins du Système Solaire, vers les 50.000 UA.

On pense que le nuage de Oort, lieu de résidence des comètes de longue période, en comprendrait approximativement 5 10¹¹ !!

Alors que la ceinture de Kuiper, lieu des comètes à plus courtes période en contiendrait lui approximativement 2 10⁹ ! Il comprendrait différentes familles comme celle des Halley, de Jupiter ou des Centaures.

Il pourrait aussi y avoir des astéroïdes « actifs » ressemblant aux comètes dans la ceinture d’astéroïdes.

Depuis quelques années, il y aurait un nouveau type de voyageur dans notre Système Solaire : les objets interstellaires !

En effet, on a découvert récemment un de ces objets en 2017 : nommé officiellement 1I/ Oumuamua par l’UAI et ensuite en 2019, un deuxième : baptisé 2I/ Borisov.

Ce dernier objet est manifestement une comète et provenant de l’extérieur du Système Solaire car sa vitesse prodigieuse est de plus de 40 km/s. Elle aurait pris naissance dans un autre système solaire, certains pensent qu’elle provient d’un système stellaire (Kruger 60) situé à 13 al de nous. Elle approcherait l’écliptique sous un angle de 45°.

LES ATMOSPHÈRES DES COMÈTES.

On a eu l’occasion d’étudier l’atmosphère de certaines comètes :

·         La comète Churyumov-Gerasimenko 67P lors de la mission, Rosetta

·         La comète Wirtanen 46P

·         La comète C 2016 R2 (Panstars)

·         La comète Lovejoy C 2014 Q2

·         La comète Neowise C 2020 F3

On a pu effectuer des mesures par spectro.

De toutes ces mesures on en a déduit la répartition des éléments constituants les différentes atmosphères.

Nombreuses planches de description des différentes compositions, voir le pdf.

MOLÉCULES CLÉS POUR L’ORIGINE ET L’ACTIVITÉ DES COMÈTES.

L’EAU :

-      Composant principal des glaces cométaires

-      Se sublime peu au-delà de 2 UA du Soleil

DIOXYDE DE CARBONE :

-      Assez abondant (6-30%) dans les glaces, difficile à observer

-      Se sublime jusqu’à plus 6 UA: joue un grand rôle dans l’activité des comètes

MONOXYDE DE CARBONE :

-      Très volatile (traverse le noyau, jusqu’à > 20 UA)

-      Très abondant dans certaines comètes

L’AZOTE :

-      N déficient dans le matériau cométaire

-      Rapport isotopique ni solaire ni terrestre

-      N2 Plus abondant dans les comètes bleues ?

Étude particulière de la comète 67P Churyumov-Gerasimenko,
on remarque que le passage de l’aphélie fait augmenter CH3OH grandement.

À plus de 2,5 UA du périhélie, la coma de 67P est dominée par CO2 (comme la comète Hartley 2).

ET LE D/H ????

NOTE PERSONNELLE :

La glace d’eau constituant une grande partie de la composition des comètes, il n’est pas inintéressant de se poser la question de savoir, si cette eau (glace) est la même que l’eau des océans terrestres, ce qui nous donnerait une information sur l’origine de cette eau.

Un facteur déterminant est l’étude du rapport D/H de l’eau, D représentant le Deutérium, un isotope de l’Hydrogène (l’Hydrogène « lourd ») et H l’Hydrogène « normal ».

Le rapport D/H, rapport entre la quantité de Deutérium (isotope de l’Hydrogène avec un neutron de plus dans le noyau) et l’Hydrogène « normal » (seulement un proton dans le noyau, donc deux fois moins lourd que D), donne une indication de l’origine de l’eau (l’eau peut être soit H20 soit HDO, eau semi-lourde ; soit D2O, eau lourde ; où un ou deux D a remplacé un H) dans le système solaire

Or il semble que l’enrichissement de l’eau en Deutérium soit antérieur à la formation du système solaire, il ne s’effectue que dans le milieu interstellaire froid.

Le rapport D/H est un marqueur des zones froides du système solaire (10 à 30K), si il est élevé, cela signifie que le corps dont il est issu provient des zones froides (extérieures) du disque proto planétaire.

Donc on s’attendrait à avoir un D/H plus grand pour les comètes que pour les planètes géantes, car formées plus loin.

Le rapport D/H sur Terre est de l’ordre de 1/6000 (ou 0,016%) alors qu’il est dans les comètes et suivant les différentes mesures de 1/3000 à 1/6000.

Cela tendrait à prouver que l’eau terrestre viendrait en partie des comètes, lors des incessants bombardements au début du système solaire.

On s’est posé une question similaire concernant l’azote terrestre, en étudiant le rapport N15/N14, on ne trouve pas tout à fait la même chose entre la Terre et les comètes. L’azote ne proviendrait donc qu’en petite partie des comètes.

Notre ami Nicolas fait le point sur les dernières mesures.

Différentes comètes sont positionnées, on remarque que Churyumov-Gerasimenko a un D/H approx 3 fois plus important que celui de l’eau terrestre alors que Halley en est proche.

Donc on peut dire qu’effectivement l’eau terrestre ne peut pas provenir que des comètes.

Merci d’avance de votre participation.

À lire :

Long-term monitoring of the outgassing and composition of comet 67P/Churyumov-Gerasimenko with the Rosetta/MIRO instrument par N Biver et al.

PROCHAINES CONFÉRENCES MENSUELLES :

Mercredi 9 Dec conf Mensuelle de la SAF 19H00 le tourbillon des particules par Marco ZITO IRFU CEA

Lien du direct le jour même : https://www.youtube.com/channel/UCD6H5ugytjb0FM9CGLUn0Xw/featured

Bon ciel à tous

Jean Pierre Martin   Vice-Président de la commission de planétologie de la SAF

www.planetastronomy.com

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