67P/Tchourioumov-Guérassimenko

Le périhélie de Tchourioumov-Guérassimenko avant son passage près de Jupiter en 1840 a été estimé à environ 4,0 unités astronomiques, ce qui ne lui permettait pas de développer d’activité cométaire, rendant sa détection pratiquement impossible. La régression avant ~1700 est hautement incertaine, et il demeure possible qu’il y ait eu d’autres périodes d’activité cométaire dans le passé[4]^,[5].

En 1840, Tchourioumov-Guérassimenko passa près de Jupiter et la gravité de la planète modifia l'orbite de la comète. Sa distance au périhélie passa alors à 3 unités astronomiques.

Plus tard, en 1959, une autre approche de Jupiter modifia à nouveau son orbite, la distance au périhélie prenant sa valeur actuelle : 1,28 unité astronomique[6]. Depuis lors, la comète parcourt son orbite en 6,45 ans.

En 1969, le périhélie de la comète eut lieu le 11 septembre (précisément, 1969 Sept. 11.04 TU[3]), seulement quelques heures avant la photographie ayant permis sa découverte. La comète avait alors une période de révolution de 6,55 ans[3].

En plus des observations sus-mentionnées ayant mené à la découverte de la comète, des images additionnelles furent trouvées sur une plaque exposée par Guérassimenko le 9 septembre (1969 Sept. 9.91 TU), antérieure donc à l'image ayant permis la découverte, ainsi que sur une plaque exposée par Guérassimenko le 21 septembre (1969 Sept. 21.93 TU)[3]. La magnitude fut estimée à 13 sur la première et à 12 sur la seconde[3].

Le premier retour de la comète après sa découverte eut lieu en 1976[3]. Le périhélie eut lieu le 7 avril (1976 April 7.23[3]) et la comète avait alors une période de 6,59 ans[3].

Cette apparition ne fut pas très favorable[3]. La comète fut d'abord repérée par des astronomes de l'observatoire du mont Palomar, en Californie (États-Unis), le 8 août 1975[3] ; ils indiquèrent une magnitude nucléaire de 19,5[3]. D'autres observations furent réalisées le 9 septembre, le 6 octobre et le 1^er novembre mais aucune description physique ne fut fournie[3]. L'observation finale fut faite par des astronomes à la station Catalina du Lunar and Planetary Laboratory, en Arizona (États-Unis), le 7 décembre 1975[3].

Le périhélie suivant eut lieu le 12 novembre 1982 (1982 Nov. 12.10[3]). La comète avait alors une période orbitale de 6,61 ans[3].

En 1982, la position de la comète fut très favorable aux observations[3]. La comète fut retrouvée par des astronomes de l'observatoire national de Kitt Peak, dans l'Arizona (États-Unis), le 31 mai 1982[3]. Sa magnitude fut alors estimée à 19[3]. Elle s'approcha au plus près du Soleil le 12 novembre, à 1,3062 unité astronomique (195,4 millions de kilomètres) de distance, et au plus près de la Terre le 27 novembre, à 0,39 unité astronomique (58 millions de kilomètres) de distance[3]. De façon intéressante, la comète continua de devenir plus brillante pendant le mois de décembre, alors qu'elle s'éloignait aussi bien du Soleil que de la Terre[3] : des astronomes amateurs reportèrent une magnitude totale comprise entre 9 et 9,5[3]. Autour de Noël, Alan Hale, en Californie (États-Unis), put même détecter la comète avec des jumelles 10×50[3]. La comète fut détectée pour la dernière fois le 13 mai 1983 par des astronomes de l'observatoire Oak Ridge, dans le Massachusetts (États-Unis)[3].

Le périhélie suivant eut lieu le 18 juin 1989 (1989 Jun. 18.39[3]). La comète avait alors une période orbitale de 6,59 ans[3].

Cette apparition ne fut pas particulièrement bonne pour les observations[3]. La comète fut retrouvée le 6 juillet 1988 par des astronomes à l'observatoire Palomar (Californie, États-Unis)[3] ; la magnitude du noyau était alors estimée à 20[3]. Elle ne fut suivie que jusqu'au 12 septembre 1988[3], date à laquelle des astronomes à l'observatoire de Mauna Kea (Hawaï, États-Unis) lui trouvèrent une magnitude nucléaire de 18,6[3]. La comète passa à moins de 4 degrés du Soleil en mars 1989 et, bien qu'elle pouvait être observée vers la fin de l'année 1989 et pendant la première moitié de 1990, aucune observation ne fut faite[3]. Après qu'elle fut passée à moins de 3 degrés du Soleil en octobre 1990, la comète quitta l'éclat du Soleil et fut observée par des astronomes à l'Observatoire national de Kitt Peak (Arizona, États-Unis) le 15-16 octobre 1991[3]. La magnitude nucléaire fut alors estimée à 21,8-22,0[3].

Le périhélie suivant eut lieu le 17 janvier 1996 (1996 Jan. 17.66[3]). La comète avait alors une période orbitale de 6,59 ans[3].

L'apparition de 1996 fut favorable bien que la comète ne s'approchât pas à moins de 0,904 0 unité astronomique de la Terre (ce périgée eut lieu le 7 octobre 1995)[3]. La comète devint plus brillante que la magnitude 13 à la fin de l'année 1995 et sa luminosité apparente continua d'augmenter[3]. La comète atteignit son périhélie le 17 janvier 1996, et sa distance au Soleil et à la Terre augmentant après ceci, sa luminosité apparente continua d'augmenter pendant un mois[3]. Après avoir atteint un maximum de brillance d'environ 10,5 en février, l'éclat de la comète diminua et elle devint moins brillante que la magnitude 13 à la mi-avril[3]. Le diamètre de la coma ne dépassa jamais deux minutes d'arc pendant cette apparition[3]. La comète fut détectée pour la dernière fois le 31 mai 1995, à une magnitude d'environ 22[3].

Le périhélie suivant eut lieu le 18 août 2002 (2002 Aug. 18.31[3]). La comète avait alors une période orbitale de 6,57 ans[3].

La comète fut retrouvée le 18 juin 2002[3] ; sa magnitude fut estimée à 15,0[3]. Sa magnitude atteignit environ 12,5 vers le début du mois d'octobre[3]. La comète fut détectée pour la dernière fois le 14 mai 2005, à une magnitude de 22-23[3]. L'Agence spatiale européenne annonça le 28 mai 2003 que la sonde Rosetta aurait une nouvelle cible : la comète 67P/Tchourioumov-Guérassimenko[3].

Elle était à son périhélie le 13 août 2015 avec Rosetta en orbite et Philae sur sa surface[7].

La comète devrait atteindre son prochain périhélie le 2 novembre 2021, sa distance au Soleil sera alors de 1,21 unité astronomique (ua)[1].

Modèle en trois dimension de la comète par l'ESA.

Des clichés pris par le télescope spatial Hubble en mars 2003[13] ont permis d'estimer le diamètre de l'objet à environ 4 kilomètres. En juillet 2014, de nouvelles images prises par Rosetta révèlent un noyau bilobé, la partie la plus importante oblongue faisant 4,1 × 3,2 × 1,3 km et une partie plus petite et ronde 2,5 × 2,5 × 2,0 km. Une hypothèse a été avancée que ce serait une binaire à contact, d'une taille globale de 4 kilomètres sur 3,5[14].

En 2012, sa masse avait été estimée à (3,14 ± 0,21) × 10¹² kg et sa masse volumique globale à 102 ± 9 kg/m³[15]. Des nouvelles données de Rosetta indiquent la masse de (1,0 ± 0,1) × 10¹³ kg[16] et sa masse volumique à 400 kg/m³[17].

La comète tourne sur elle-même en 12,4 heures[18], entraînant une variation de densité de sa chevelure[19].

À cause de l'inclinaison de l'axe de rotation de Tchourioumov-Guérassimenko, l'été sur cette comète durerait seulement 10 mois, alors que la période de révolution est de 6 ans[20].^[pas clair]

Selon les données du spectromètre VIRTIS, la température moyenne à la surface de la comète est de −40 °C à −70 °C, à 555 millions de km du Soleil, indiquant qu'elle est essentiellement composée de poussières plus que de glace[21].

La chevelure est majoritairement composée d'eau H₂O et de dioxyde de carbone CO₂[22], mais aussi de monoxyde de carbone CO, d'ammoniac NH₃, de méthane CH₄ et de méthanol CH₃OH. La sonde a également détecté des traces de formaldéhyde HCHO, de sulfure d'hydrogène H₂S, du cyanure d'hydrogène HCN, du dioxyde de soufre SO₂, du sulfure de carbone CS₂ et du dioxygène O₂[23]^,[24]. Par ailleurs, la présence de composés organiques jusqu'alors jamais détectés sur une comète a également été relevée[25] : l'acétamide CH₃CONH₂, l'acétone CH₃COCH₃, l'isocyanate de méthyle H₃C–N=C=O et le propanal CH₃CH₂CHO.

En mai 2016, il est annoncé la détection de glycine, le plus simple des acides aminés, ainsi que d'atomes de phosphore, deux substances utiles à la formation de protéines[26].

La forme de la comète a été décrite comme ressemblant à celle d'un canard. La question de savoir si la comète est constituée d'un seul bloc ou bien si elle est composée de deux blocs distincts est restée plusieurs mois en suspens, et l'hypothèse d'un objet binaire en contact a même paru défavorisée à un certain moment. Cependant, le 28 septembre 2015, une étude de l'équipe de Rosetta confirme l'hypothèse selon laquelle le noyau de Tchouri serait le résultat de la collision à faible vitesse de deux comètes qui se seraient formées séparément[27].

La forme de la comète a compliqué le choix de la zone d’atterrissage[28].

L'ensemble des structures à la surface de la comète font référence à l'Égypte antique. Le tableau suivant résume les types d'éléments servant à nommer ces différentes caractéristiques.

La géologie de la surface de Tchourioumov-Guérassimenko est très diversifiée, ce qui ne facilita pas l'atterrissage de Philae. En effet, à cause de la surface très accidentée de la comète, l'atterrisseur a rebondi à deux reprises avant de retomber dans un endroit peu ensoleillé, ce qui est à l'origine de la mise en sommeil temporaire de l'engin qui ne pouvait plus recharger ses batteries.

Des images plus détaillées datant du 12 novembre 2014 montrent mieux la diversité des paysages, avec des falaises atteignant 900 mètres de hauteur avec des zones plus lisses. Ce relief serait dû aux nombreux passages près du Soleil, à la chaleur du Soleil^[pas clair] ou encore à sa formation.^{[réf. nécessaire]}

Cette comète serait très poreuse, contenant de 70 à 80 % de vide, et aussi très peu dense, avec une masse volumique d'environ 470 kilogrammes par mètre cube, comparable à celle du liège[20].

Le noyau de la comète est actuellement (mars 2016) divisé en vingt-six régions[30], dix-neuf situées principalement dans l'hémisphère nord[29] et sept dans l'hémisphère sud, séparées par des frontières géomorphologiques distinctes. Afin de suivre le thème de l'Égypte antique de la mission Rosetta, ces régions sont nommées d'après des divinités égyptiennes. Ces régions sont regroupées en fonction de la morphologie de la surface[29], c'est-à-dire selon leur type de terrain dominant. Cinq catégories[29] ont ainsi été identifiées : des terrains couverts de poussière (Maât, Ach et Babi) ; des zones composées de matériaux d'aspect fragile avec des puits et des structures circulaires (Seth) ; de grandes dépressions (Hatméhyt, Nout et Aton) ; des terrains lisses (Hâpy, Imhotep et Anubis) ; et des surfaces de matériaux consolidés d'apparence rocheuse (Mafdet, Bastet, Serket, Hathor, Anouket, Khépri, Aker, Atoum et Apis).

Les régions de la tête (petit lobe) ont reçu des noms de divinités de sexe féminin ; celles du corps (grand lobe) ont reçu des noms de divinités de sexe masculin[29] ; et celles du cou ont reçu des noms de divinités du Nil[30].

Au niveau de la partie la plus étroite de la comète se trouve une fissure[32]. Déjà repérée au mois d’août 2014 sur les images de la caméra de navigation de Rosetta, celle-ci a été confirmée par les photos résolues de la caméra Osiris[32]. Cela ne signifie pas nécessairement que la comète va se scinder en deux, mais cet événement n'est pas non plus à exclure[32].

Photographie de la région Hâpy prise par Rosetta le 17 octobre 2014. Des rochers sont visibles au centre.

Le 6 août 2014, alors que la sonde Rosetta survolait la surface de la comète à 130 kilomètres d'altitude, un rocher d'environ 45 mètres a été repéré à la surface du plus grand lobe du noyau[33]. Ce bloc a été nommé Khéops (Cheops en anglais), en référence à la pyramide éponyme[33]. Le 19 septembre 2014, la sonde Rosetta était située à 28,5 kilomètres du centre du noyau et l'instrument Osiris a alors pris des photographies des paysages chaotiques de la comète[33]. En particulier, l'instrument a imagé le rocher Khéops à une résolution atteignant 50 centimètres par pixel[33]. L'image prise permet de voir les aspérités du rocher sans pour autant avoir d'informations sur sa nature physico-chimique[33]. Néanmoins, certaines parties du rocher apparaissent claires alors que d'autres semblent aussi sombres que le milieu où il est posé[33]. Selon Holger Sierks, de l’Institut Max-Planck de recherche sur le Système solaire (MPS), « on dirait presque que de la poussière qui le recouvrait [le rocher] s'est installée dans les anfractuosités », mais il précise qu'« il est encore trop tôt pour en être certain »[33].

À proximité de Khéops ont été repérés deux autres blocs plus petits ; l'ensemble est rassemblé sous le nom de groupe Gizeh, nom également choisi en référence à l'ensemble de pyramides homonyme[33].

D'autres rochers parsèment la surface du noyau[33] ; en particulier, le « cou » du noyau cométaire en compte de nombreux[33]. Leur composition, leur densité ainsi que leur stabilité restent à ce jour inconnues[33]. De même, on ne sait pas (encore) comment ces rochers sont arrivés à leur position actuelle[33] : ils pourraient avoir été exposés par l'activité de la comète[33] ou s'être déplacés en suivant le champ de gravitation[33].

Pas moins de 18 fossés ont été repérés dans l'hémisphère nord de la comète[34] : Maât 01, 02, 03 et 04, Bastet 01, Seth 01, 02, 03, 04, 05 et 06, Ash 01, 02, 03, 04, 05 et 06 et Hathor 01[35]^,[36]. Maât 02 a par la suite été renommé Deir el-Medina, d'après une fosse dans une ancienne ville égyptienne du même nom[37]. La sonde Rosetta s'est posée entre Deir el-Medina (Maât 02) et Maât 03.

Lorsque l'atterrisseur Philae est arrivé sur la comète, il a découvert que l'eau à sa surface a une composition isotopique différente de celle des océans terrestres. En effet, l'eau de la comète 67P/Tchourioumov-Guérassimenko possède un rapport isotopique D/H plus élevé que l'eau terrestre ((5,3 ± 0,7) × 10⁻⁴ contre environ 1,5×10⁻⁴ pour l'eau terrestre)[38], ce qui remet en cause l'hypothèse selon laquelle l'eau présente aujourd'hui sur Terre serait issue de comètes. Cependant, les conséquences déduites de cette mesure doivent être considérées avec prudence : le fait que la comète Tchourioumov-Guérassimenko soit plus riche en deutérium ne signifie pas que toutes les comètes sont dans ce cas[28].

La matière organique représente près de 40 % de la masse du noyau de la comète Tchouri. Selon une étude de 2017[39]^,[40], elle serait d'origine interstellaire et donc antérieure à la formation du Système solaire. En 2017 aussi, la molécule CH₃Cl (chlorométhane) a été détectée par le spectromètre ROSINA (à bord de la sonde Rosetta)[41]^,[42]. Cette molécule avait été proposée comme un possible marqueur de vie, au cas où elle serait détectée dans des atmosphères d'exoplanètes rocheuses. Sa découverte dans des lieux antérieurs à l'origine de la vie (également, la même année, autour de la proto-étoile de type solaire IRAS16293-2422) indique que d'autres biomarqueurs plus définitifs devront être utilisés pour conclure à la présence de vie sur d'autres planètes.

L'activité de Tchourioumov-Guérassimenko n'est pas uniforme sur la surface du noyau. Trois zones d'activité importante ont été détectées lorsque la comète s'est activée en 2009. L'activité de cette comète pourrait monter rapidement, ce qui pourrait causer des problèmes^[pas clair] à Rosetta. L'équipe de Rosetta préfère donc éloigner la sonde au cas où l'activité de Tchourioumov-Guérassimenko devienne dangereuse pour la sonde.^[Quand ?] Cette comète a la particularité que, même lors de son pic d'activité, environ un mois après son périhélie, elle n'est pas très lumineuse avec une magnitude apparente ne descendant pas en dessous de 12. Cette comète éjecte beaucoup de poussière en proportion de la quantité de gaz libérée. En mars 2002, son activité devait être à environ 60 kilogrammes de poussière par seconde, mais des valeurs jusqu'à 220 kilogrammes par seconde ont été relevées en 1982-1983[43].

Assemblage de photographies montrant différents types de modifications de la comète 67P/Tchourioumov-Guérassimenko. L'emplacement de chaque photographie détaillée est indiqué sur l'image centrale. Les dates de prises de vue avant/après sont également indiquées. Les flèches indiquent l'emplacement des modifications.

Le maintien en orbite de la sonde Rosetta pendant deux ans a permis d'observer l'évolution de la surface de la comète 67P. En comparant les images obtenues par la caméra OSIRIS-NAC1 avant et après le passage au périhélie, de décembre 2014 à juin 2016, de nombreuses modifications ont été détectées. Localisées en plusieurs endroits et liées à l'activité cométaire, elles sont de natures variées : érosion de falaises sur plusieurs mètres, développement de fractures préexistantes, mouvement de dunes, déplacement de blocs de taille supérieure à 20 m, et transport de matière laissant apparaître de nouvelles structures morphologiques. La surface de la comète n'est cependant affectée que marginalement, et certains changements ne sont que transitoires (ils apparaissent quand la comète se rapproche du soleil et disparaissent quand elle s’en éloigne)[44]^,[45].

• (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « 67P/Churyumov–Gerasimenko » (voir la liste des auteurs).

• Rosetta (sonde spatiale)

• (en) Caractéristiques et simulation d'orbite de 67P sur la page Small-Body Database du JPL. [java].
• (en) « Comet 67P/Churyumov-Gerasimenko », sur ESA Science & Technology (consulté le 17 octobre 2014).
• (en) « Prononciation russe », sur blog Rosetta de l'ESA, 16 octobre 2013 (consulté le 29 mai 2014).
• (en) « Measuring comet 67P/C-G », sur ESA (consulté le 5 novembre 2014).
• (en) « Galerie d'images de la comète 67P/Tchourioumov-Guérassimenko prises par la sonde spatiale Rosetta », sur Rosetta - Space in Images - ESA.
• (en) « Galerie d'images de la comète 67P/Tchourioumov-Guérassimenko prises par la sonde spatiale Rosetta », sur ESA Science.
• (en) « Comet vital statistics », sur esa.int.
• (en) « Comet viewer: visualisation en 3D de la comète », sur esa.int.
• (en) « Archive stéréo-photographique de la comète 67P -ROSETTA OSIRIS- », sur cnes.fr.

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