Des astronomes repèrent une éruption volcanique sur une comète lointaine

Vue d'artiste d'une comète volant dans l'espace. | Shutterstock
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Une nouvelle explosion de la comète cryovolcanique 29P/Schwassmann-Wachmann a été signalée par des astronomes amateurs. Le 22 novembre, le noyau de la comète, voyageant à travers notre système solaire, s’est soudainement illuminé de plus de 4 magnitudes, signe qu’une éruption majeure était en cours. Elle aurait émis plus d’un million de tonnes de débris et d’éléments constitutifs de la vie dans l’espace.

La comète 29P/Schwassmann-Wachmann, ou 29P en abrégé, est la comète volcaniquement la plus active de notre système solaire. Elle a été découverte en 1927 par les astronomes allemands Arnold Schwassmann et Arno Arthur Wachmann, et effectue une orbite complète autour du Soleil tous les 15 ans environ. Elle mesure environ 60 kilomètres de large. Plus précisément, il s’agit d’un centaure actif.

Il faut savoir que les centaures sont des petits corps glacés qui gravitent autour du Soleil entre Jupiter et Neptune. Elles ont été éjectées de la ceinture de Kuiper — un anneau semblable à la ceinture d’astéroïdes, mais plus étendue, 20 fois plus large et de 20 à 200 fois plus massive, composée de petits corps, restes de la formation du système solaire — vers une orbite plus proche autour du soleil, entre celle de Jupiter et de Neptune.

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La British Astronomical Association (BAA) signale une nouvelle explosion de la comète cryovolcanique 29P/Schwassmann-Wachmann. Le 22 novembre, l’astronome amateur Patrick Wiggins a vu la luminosité de 29P augmenter de plus de 4 magnitudes, signe qu’une éruption majeure était en cours. Il s’agit de la deuxième plus importante observée sur 29P au cours des 12 dernières années. La plus grande éruption de cette période a été une énorme explosion en septembre 2021.

Un volcan spatial, un éjecta en forme de Pac-Man et des signes de vie

Contrairement aux volcans sur Terre, qui éjectent du magma brûlant et des cendres du manteau, 29P crache des gaz extrêmement froids et de la glace de son noyau. Ce type inhabituel d’activité volcanique est connu sous le nom de cryovolcanisme, ou « volcanisme froid », modèle développé par le Dr Richard Miles de la British Astronomical Association.

Ce dernier estime que 29P est orné de volcans de glace. Le « magma » est un mélange froid d’hydrocarbures liquides (par exemple CH4, C2H4, C2H6 et C3H8) semblables à ceux que l’on trouve dans les lacs et les cours d’eau de Titan, la lune de Saturne. Le cryomagma de la comète est imprégné de gaz dissous N2 et CO. Certains solides glacés et hydrocarbures liquides « ont pu fournir certaines des matières premières à l’origine de la vie sur Terre », explique le chercheur dans un communiqué.

Des photographies de la comète en éruption montrent également que le panache a formé une forme irrégulière de type Pac-Man, ce qui suggère que l’éruption provient d’un seul point ou d’une seule région à la surface de la comète, selon Spaceweather.com.

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Comète 29P et son éjecta en forme de Pac-Man, observée le 23 novembre avec le télescope Faulkes North à Hawaï. © Cai Stoddard-Jones

Un nouveau regard sur les comètes

Ces observations corroborent des recherches antérieures qui suggèrent que les éruptions de 29P sont liées à sa rotation. Miles et Stoddard-Jones pensent que la rotation plus lente de la comète entraîne une absorption plus inégale du rayonnement solaire sur la comète, déclenchant les éruptions. Jusqu’à présent, les éruptions de la comète ont tendance à correspondre à sa période de rotation de 57 jours, ont déclaré les chercheurs à Live Science.

Cependant, il est moins clair comment ce cycle d’éruption plus long se produit, car contrairement à la plupart des autres comètes, qui se rapprochent du soleil pendant une période spécifique de leurs orbites, 29P a une orbite largement circulaire, ce qui signifie qu’elle ne se rapproche jamais beaucoup du soleil, a déclaré Stoddard-Jones.

De plus, des images d’un télescope LCO de 1,0 m au Chili ont montré l’avant et l’après explosion. Elles ont révélé un nouvel écoulement en forme d’éventail qui s’était étendu à près de 11 000 km du noyau dans les 3 à 4 heures suivant l’éruption initiale, indiquant des vitesses allant jusqu’à 900 m/s.

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Image présentant la comète 29P avant et après l’explosion majeure. © British Astronomical Association

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Richard Miles explique : « Des éjectas aussi rapides n’ont jamais été observés auparavant, probablement parce que des observations aussi rapides n’ont jamais été faites après une forte explosion. Par comparaison, près de 2 jours plus tard, une autre excellente image de 1,0 m prise par André Debackere, montre des débris se déplaçant à la vitesse plus habituelle de 100-200 m/s suivant le sillage du courant à grande vitesse ».

Cette découverte défie la pensée conventionnelle quant à l’origine de l’activité cryovolcanique. En effet, les scientifiques pensent que la cristallisation de la glace d’eau amorphe (une transition de phase solide-solide) pourrait être la source d’énergie sous-jacente alimentant ces explosions. Il s’agit d’une transition de phase très faible qui ne génère que suffisamment de chaleur pour élever la température de la glace d’eau d’environ -143 °C à -123 °C, permettant la libération des gaz hypervolatils piégés tels que le CO, comme dans une bouteille d’eau gazeuse. Mais les données observées supposent une source d’énergie alternative.

Miles conclut : « Il y a clairement quelque chose de nouveau à découvrir dans l’étude du 29P », que James Webb devrait observer dans les prochains mois.

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