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Mystérieux voyageurs : buvons-nous de l’eau apportée par les comètes sombres ?

SciTechDaily

De nouvelles recherches suggèrent que les comètes sombres, qui représentent jusqu'à 60 % des objets proches de la Terre, pourraient provenir de la ceinture d'astéroïdes et pourraient transporter de la glace souterraine qui contribuerait potentiellement à la formation d'eau sur Terre. Crédit : Issues.fr.com

Une étude de l'Université du Michigan révèle que jusqu'à 60 % des objets proches de la Terre pourraient être des comètes sombres, contenant de la glace qui aurait pu contribuer à l'approvisionnement en eau de la Terre.

Ces objets, combinant les caractéristiques des astéroïdes et des comètes, proviennent probablement de la ceinture d'astéroïdes située entre Jupiter et Mars. La recherche met en évidence la possibilité de présence de glace sous la surface des astéroïdes et suggère que ces objets pourraient jouer un rôle dans le transfert de glace vers le système solaire interne.

Selon une étude de l'Université du Michigan, jusqu'à 60 % des objets proches de la Terre pourraient être des comètes sombres, de mystérieux astéroïdes qui gravitent autour du Soleil dans notre système solaire et qui contiennent probablement ou ont déjà contenu de la glace et qui auraient pu être une voie d'acheminement de l'eau vers la Terre.

Les résultats suggèrent que les astéroïdes de la ceinture d'astéroïdes, une région du système solaire située à peu près entre Jupiter et Mars qui contient une grande partie des astéroïdes rocheux du système, ont de la glace souterraine, ce qui est suspecté depuis les années 1980, selon Aster Taylor, étudiant diplômé en astronomie de l'UM et auteur principal de l'étude.

Voies de livraison de glace

L'étude montre également une voie potentielle pour l'acheminement de la glace vers le système solaire proche de la Terre, selon Taylor. La façon dont la Terre a obtenu son eau est une question qui se pose depuis longtemps.

« Nous ne savons pas si ces comètes sombres ont apporté de l’eau sur Terre. Nous ne pouvons pas le dire. Mais nous pouvons dire qu’il y a encore un débat sur la manière exacte dont l’eau de la Terre est arrivée ici », a déclaré Taylor. « Les travaux que nous avons effectués ont montré qu’il s’agit d’une autre voie permettant d’amener de la glace depuis quelque part dans le reste du système solaire vers l’environnement terrestre. »

Les recherches suggèrent également qu'un objet de grande taille pourrait provenir de comètes de la famille Jupiter, dont les orbites les rapprochent de la planète Jupiter. Les résultats de l'équipe sont publiés dans la revue Icarus.

Combinaison des caractéristiques des astéroïdes et des comètes

Les comètes sombres sont un mystère car elles combinent les caractéristiques des astéroïdes et des comètes. Les astéroïdes sont des corps rocheux dépourvus de glace qui gravitent autour du Soleil, généralement à l'intérieur de ce qu'on appelle la ligne de glace. Cela signifie qu'ils sont suffisamment proches du Soleil pour que la glace qu'ils transportaient se sublime, c'est-à-dire passe directement de l'état de glace solide à l'état de gaz.

Les comètes sont des corps glacés qui présentent une chevelure floue, un nuage qui entoure souvent une comète. La glace en sublimation entraîne avec elle de la poussière, créant ainsi le nuage. De plus, les comètes ont généralement de légères accélérations propulsées non par la gravité, mais par la sublimation de la glace, appelées accélérations non gravitationnelles.

Estimation de la proportion de comètes sombres

L'étude a examiné sept comètes sombres et estime qu'entre 0,5 et 60 % de tous les objets proches de la Terre pourraient être des comètes sombres, qui n'ont pas de comètes mais ont des accélérations non gravitationnelles. Les chercheurs suggèrent également que ces comètes sombres proviennent probablement de la ceinture d'astéroïdes, et comme ces comètes sombres ont des accélérations non gravitationnelles, les résultats de l'étude suggèrent que les astéroïdes de la ceinture d'astéroïdes contiennent de la glace.

« Nous pensons que ces objets proviennent de la ceinture d'astéroïdes principale interne et/ou externe, ce qui implique qu'il s'agit d'un autre mécanisme permettant d'introduire de la glace dans le système solaire interne », a déclaré Taylor. « Il se peut qu'il y ait plus de glace dans la ceinture principale interne que nous le pensions. Il se peut qu'il y ait plus d'objets comme celui-ci là-bas. Cela pourrait représenter une fraction significative de la population la plus proche. Nous ne le savons pas vraiment, mais ces découvertes nous posent de nombreuses questions. »

Origines et dynamique des comètes sombres

Lors de travaux antérieurs, une équipe de chercheurs, dont Taylor, avait identifié des accélérations non gravitationnelles sur un ensemble d'objets proches de la Terre, les appelant « comètes noires ». Ils avaient déterminé que les accélérations non gravitationnelles des comètes noires étaient probablement le résultat de petites quantités de glace en sublimation.

Dans le cadre de leurs travaux actuels, Taylor et leurs collègues voulaient découvrir d’où venaient les comètes sombres.

« Les objets géocroiseurs ne restent pas très longtemps sur leur orbite actuelle, car l’environnement proche de la Terre est chaotique », ont-ils expliqué. « Ils ne restent dans l’environnement proche de la Terre que pendant environ 10 millions d’années. Comme le système solaire est beaucoup plus ancien que cela, cela signifie que les objets géocroiseurs viennent de quelque part, que nous sommes constamment alimentés par des objets géocroiseurs provenant d’une autre source, beaucoup plus grande. »

Modélisation des trajectoires des comètes sombres

Pour déterminer l’origine de cette population de comètes sombres, Taylor et ses coauteurs ont créé des modèles dynamiques qui attribuaient des accélérations non gravitationnelles à des objets de différentes populations. Ils ont ensuite modélisé la trajectoire que ces objets suivraient en fonction des accélérations non gravitationnelles attribuées sur une période de 100 000 ans. Les chercheurs ont observé que bon nombre de ces objets se sont retrouvés là où se trouvent aujourd’hui les comètes sombres et ont découvert que, de toutes les sources potentielles, la ceinture principale d’astéroïdes est le lieu d’origine le plus probable.

L'une des comètes sombres appelée 2003 RM, qui passe sur une orbite elliptique près de la Terre, puis vers Jupiter et revient devant la Terre, suit le même chemin que celui que l'on attendrait d'une comète de la famille de Jupiter, explique Taylor, c'est-à-dire que sa position est cohérente avec celle d'une comète qui a été éjectée de son orbite.

Le rôle de la glace dans la dynamique des comètes noires

Parallèlement, l'étude révèle que le reste des comètes sombres proviennent probablement de la bande intérieure de la ceinture d'astéroïdes. Étant donné que les comètes sombres contiennent probablement de la glace, cela montre que de la glace est présente dans la ceinture principale intérieure.

Les chercheurs ont ensuite appliqué une théorie suggérée précédemment à leur population de comètes sombres pour déterminer pourquoi ces objets sont si petits et tournent si vite. Les comètes sont des structures rocheuses liées par de la glace – imaginez un glaçon sale, explique Taylor. Une fois qu’elles entrent en collision avec la ligne de glace du système solaire, cette glace commence à dégager du gaz. Cela provoque l’accélération de l’objet, mais cela peut aussi le faire tourner assez vite – suffisamment vite pour qu’il se brise.

« Ces morceaux seront également recouverts de glace, ils tourneront donc de plus en plus vite jusqu’à se briser en de nouveaux morceaux », a déclaré Taylor. « Vous pouvez continuer à faire cela au fur et à mesure que vous devenez de plus en plus petits. Ce que nous suggérons, c’est que pour obtenir ces petits objets à rotation rapide, vous prenez quelques objets plus gros et les cassez en morceaux. »

Pendant ce temps, les objets continuent de perdre leur glace, deviennent encore plus petits et tournent encore plus rapidement.

Les chercheurs pensent que, bien que la plus grande comète noire, 2003 RM, était probablement un objet plus gros qui a été éjecté de la ceinture principale externe de la ceinture d'astéroïdes, les six autres objets qu'ils examinaient provenaient probablement de la ceinture principale interne et étaient constitués d'un objet qui avait été projeté vers l'intérieur puis s'était brisé.

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