La comète Chury révèle ses secrets

Espace En orbite depuis août 2014,Rosetta dévoile peu à peu les contours de l’objet céleste

Sous-sol poreux, geysers de poussière et failles géantes:l’hôte de la sonde européenne est plein de surprises

Mélange de glace, de roche et de poussière, le noyau de la comète Chury présente une géométrie étrange, que le monde avait découverte avec les premiers clichés de la sonde européenne Rosetta: une forme d’os rongé, montrant deux lobes séparés par un cou plus étroit. Grâce aux treize instruments de l’engin placé en orbite en août dernier, c’est une avalanche de données qui s’abat chaque semaine sur les chercheurs chargés de les dépouiller. Science publiait jeudi le résultat des premières semaines d’observations.

Sa surface éclairée commence à révéler une étonnante diversité de paysages. Car aussi petite soit-elle, environ 4 kilomètres de diamètre, Chury connaît une alternance de jours et de nuits – la durée du jour y est d’environ douze heures – et même des saisons. Pour le moment, c’est surtout son pôle nord qui connaît le soleil de minuit. Au fil des mois viendra l’été qui révélera le sud de cet astre magnifique.

«Le sol semble lisse à certains endroits; nous voyons aussi de petites dunes et des talus, explique Nicolas Thomas, de l’Université de Berne, auteur d’un article consacré à la morphologie de Chury. Ailleurs, le sol est vraiment rocheux, avec des failles pouvant atteindre 200 mètres et des zones qui semblent effondrées.» Les images montrent aussi des puits circulaires dont jaillissent des gaz et de la poussière, visibles sur certaines images.

Les régions lisses semblent recouvertes de sable ou de gravier. «C’est sans doute le résultat de processus multiples, souligne Nicolas Thomas. On ne l’explique pas encore, même si nous pensons que de la poussière a pu être redéposée.» En se réchauffant à l’approche du soleil, des molécules gelées dans les entrailles de la comète sont transformées en gaz, par un mécanisme appelé sublimation: de l’eau, du monoxyde et du dioxyde de carbone pour l’essentiel, mais aussi de l’hydrogène sulfuré, si caractéristique par son odeur d’œuf pourri. «Cette activité soulève des grains de matière: quand leur vitesse est assez élevée, la matière solide se perd dans l’espace. Mais quand elle est trop faible, elle retombe, ce qui pourrait expliquer ces zones d’apparence lisse.» Selon les résultats publiés cette semaine, les grains mesurent entre un dixième de millimètres et deux centimètres de diamètre.

Certaines zones ont des airs de ruines, des blocs de roche fracturée. «C’est probablement lié à la grande différence de température entre le jour et la nuit», explique Philippe Lamy, du Laboratoire d’astrophysique de Marseille, qui cosigne trois articles dans Science . Car les contraintes thermiques sont gigantesques: au soleil, la température grimpe à plus de 200 kelvins (environ –73 °C), tandis qu’à l’ombre elle ne dépasse pas 40K (environ –233 °C).

L’autre surprise est une éjection de gaz et de matière principalement concentrée dans le cou de la comète. Cela expliquerait-il sa forme? «Cette hypothèse se heurte à un paradoxe, constate Philippe Lamy. C’est quand elle est près du soleil qu’une comète est la plus active; or, on constate que le cou est de moins en moins éclairé au fur et à mesure que Chury s’approche du soleil.» Ce qui est confirmé, du moins pour une période récente. En remontant le temps jusqu’à 1959 – on connaît mal sa trajectoire avant –, il apparaît que le cou a reçu nettement moins d’énergie que les lobes. «Cela renforce l’hypothèse que la comète aurait été formée, dès l’origine, par l’agglomération de deux objets», analyse Dominique Bockelée-Morvan, de l’Observatoire de Paris, qui cosigne elle aussi des travaux dans Science . Pour autant, des phénomènes de fracturation violents pourraient également expliquer l’amincissement localisé d’un objet unique… Le mystère n’est pas près d’être résolu!

Grâce à l’instrument Virtis, on sait désormais que la surface de Chury est riche en composés organiques. «On s’attendait à en trouver, mais c’est la première fois qu’on peut étudier la composition chimique directement, se réjouit Dominique Bockelée-Morvan. La matière organique est présente sur toute la surface. Cela laisse penser qu’elle était là à l’origine.» Cette matière organique explique aussi pourquoi Chury est si sombre, plus noire que du bitume. De même, Virtis a permis de constater qu’il existe peu de glace d’eau en surface. «Nous n’avons pu observer que la partie éclairée de la comète, et là on ne voit pas de zones de glace. La glace se trouve probablement sous la surface.»

Le voile commence à se lever aussi sur l’intérieur de la comète, et notamment sur sa densité: elle est deux fois plus faible que celle de la glace d’eau. Comme le noyau comprend aussi de la roche, cela permet d’envisager une structure en gruyère, qui contient 70 à 80% de trous! «Il y a très certainement de la microporosité, mais on ne sait pas s’il y a aussi des trous de grandes dimensions dans le noyau, concède Dominique Bockelée-Morvan. De tels trous pourraient expliquer les zones d’effondrement à la surface. La microporosité, telle qu’on peut l’observer sur de la pierre ponce, explique quant à elle que le noyau conduit mal la chaleur, ce qui permet à la glace souterraine d’être protégée des ardeurs du soleil. «A seulement quelques millimètres de la surface, la température a déjà baissé de cinquante degrés», confirme Kathrin Altwegg, de l’Université de Berne, qui cosigne des travaux sur la chevelure de Chury, l’atmosphère très ténue qui l’entoure et la fait briller.

Dans les régions ensoleillées, cette chevelure comporte environ 70% de vapeur d’eau, le reste étant pour l’essentiel du monoxyde et du dioxyde de carbone. A l’ombre, l’eau est presque absente. La composition de l’atmosphère varie donc suivant l’endroit et l’heure, ce qui est bien différent de ce que l’on connaît sur Terre et sur Mars! «En revanche, la teneur en sulfure d’hydrogène n’est pas liée aux écarts de température, précise Kathrin Alt­wegg. Il semble que certaines régions dans le noyau soient plus soufrées que d’autres, ce qui n’était pas attendu.»

Peu à peu, donc, s’esquisse le portrait de ce voyageur solitaire, qui transporte, depuis 4,5 milliards d’années, les secrets de ses origines et une partie des nôtres. Jusqu’au passage au plus près du soleil, le 13 août, l’activité va se développer dans les entrailles et à la surface de Chury. «Nous attendons avec impatience d’observer les changements», explique Philippe Lamy. «Nous avons en quelque sorte obtenu une photo, renchérit Nicolas Thomas. Il est temps d’avoir la vidéo pour voir Chury se transformer sous nos yeux!» En attendant, Rosetta va déjà s’approcher mi-février à six kilomètres de la surface de Chury, la plus basse altitude qu’elle aura tentée, pour «effectuer un spectre de la surface avec une résolution jamais obtenue jusqu’alors», a annoncé jeudi l’Agence spatiale européenne.

La composition de l’atmosphère varie suivant l’heure, ce qui est différent de ce que l’on connaît sur Terre