Un halo de molécules d’oxygène a été découvert sur la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko, et les chercheurs à l’origine de cette découverte ne savent pas vraiment pourquoi il est là. Mais il y a de fortes chances que l’oxygène ait été présent avant ou pendant la formation de la comète, et si c’est le cas, nous devons repenser les modèles actuels de la genèse du système solaire.
“C’est la première comète que nous avons trouvée qui contient de l’oxygène moléculaire”, a déclaré le chercheur principal André Bieler de l’Université du Michigan à l’ABC. “La détection de l’oxygène moléculaire est nouvelle et très surprenante. C’était un signal très fort indiquant que nous en avons trouvé beaucoup”
L’oxygène moléculaire (O2) a été détecté par un spectromètre de masse à bord de la sonde Rosetta de l’Agence spatiale européenne alors qu’elle était en orbite autour de la comète entre septembre 2014 et mars 2015. Il a été trouvé aux côtés d’un tas d’autres produits chimiques dans le halo gazeux, notamment de la vapeur d’eau, du monoxyde de carbone et du dioxyde de carbone. Bieler et ses collègues estiment que l’oxygène représente environ 3,8 % du mystérieux nuage de la comète.
Le fait qu’il leur ait fallu plus d’un an pour annoncer la découverte du premier oxygène moléculaire connu sur une comète peut sembler un peu louche, mais les chercheurs expliquent qu’ils ont attendu si longtemps parce qu’ils devaient s’assurer que cette découverte n’était pas le résultat d’une contamination ou d’une erreur quelconque. “Nous sommes tous allés un peu dans le déni”, a déclaré Kathrin Altwegg, de l’université de Berne en Suisse, lors d’une conférence de presse cette semaine.
“Personne ne s’attendait à ce que cela se produise, donc nous ne voulions pas publier quoi que ce soit tout de suite”, a déclaré Bieler à Stauart Gary de l’ABC. “Nous avons décidé de continuer à surveiller cette signature d’oxygène moléculaire jusqu’à ce que nous soyons sûrs de comprendre ce qui se passe”
La raison de toute cette incrédulité est que l’O2 est généralement très rapide à réagir à d’autres produits chimiques, tout comme ceux qui nagent autour de lui dans la “coma” de 67P – un halo de gaz, de poussière et de glace qui se forme lorsqu’une comète s’approche du Soleil sur une orbite elliptique. Et il n’y avait que deux scénarios réalistes pour expliquer sa présence : soit elle était produite à la surface de la comète pendant la période d’observation, soit elle était là depuis la formation de la comète.
Au cours des sept mois d’observation, la comète s’est rapprochée du Soleil au maximum de son orbite, et toute cette énergie thermique supplémentaire l’a mise dans un état particulièrement “actif”, la glace de sa surface se condensant en gaz. Bieler et ses collègues ont émis l’hypothèse qu’au même moment, les particules énergétiques émises par le Soleil séparaient les molécules d’eau pour créer de l’hydrogène et de l’oxygène.
C’est ainsi que les seuls autres cas connus d’oxygène moléculaire dans le système solaire – sur les lunes glacées de Jupiter et de Saturne – se seraient formés. Mais les chercheurs ont écarté cette possibilité en comparant le rapport entre l’oxygène moléculaire et l’eau sur les deux faces de la comète – celle tournée vers le Soleil et celle tournée vers l’extérieur – et ont constaté qu’il restait constant.
La seule autre possibilité est que l’oxygène ait été piégé à l’intérieur de la comète et qu’il ait été libéré lorsque la comète s’est débarrassée de ses matériaux de surface lors de sa rencontre avec le Soleil. “Les comètes perdent entre un et dix mètres de leur matériau de surface au cours de chaque orbite autour du Soleil”, a déclaré Bieler à l’ABC. “Comme la comète 67P est là depuis un certain temps, nous estimons qu’elle a perdu des centaines de mètres de matériau de surface”
L’équipe soutient maintenant que l’O2 était intégré à la comète lors de sa formation, à la naissance du système solaire il y a environ 4,6 milliards d’années. Mais il y a un problème avec cette hypothèse, et il est de taille : la réactivité de l’oxygène moléculaire mentionnée plus haut. Rachel Feltman explique au Washington Post :
“Aucun modèle actuel de formation du système solaire ne permettrait à l’oxygène moléculaire de rester enfermé à l’intérieur d’une comète. L’oxygène étant très réactif, on a toujours supposé que tout oxygène moléculaire présent se lierait à l’hydrogène disponible en abondance. Les chercheurs ont été choqués de constater que l’oxygène pouvait “survivre” sous sa forme moléculaire pendant des milliards d’années.”
Il est possible que nous ayons simplement mal estimé les conditions de température au moment de la naissance du système solaire – peut-être les choses étaient-elles plus chaudes que nous le pensions. L’équipe va maintenant examiner d’autres comètes pour voir si elle peut trouver des preuves de la présence de plus d’O2.
L’étude a été publiée dans Nature.