Objectif : percuter la comète Tempel 1 (I)

Le 4 juillet 2005, comme prévu la sonde Deep Impact rencontra la comète Tempel 1 et largua un impacteur qui alla s’écraser sur sa surface glacée en libérant un immense nuage de matière dans l’espace ainsi que l'illustre le document présenté à droite. Un mois après cet événement spectaculaire, des géologues, des chimistes, des physiciens, des cométologues et des spécialistes des sciences planétaires se sont réunis au cours de la 9^eme Conférence Internationale sur les Astéroides, les Comètes et les Météores qui s’est tenue au Brésil en août 2005 pour discuter des résultats préliminaires de cette mission.

A cette occasion, le Dr. Carey M. Lisse, professeur de physique à l’Université de Maryland et membre de l’équipe scientifique de la mission Deep Impact présenta les premiers résultats spectraux réalisés à partir des télescopes orbitaux Chandra (rayons X) et Spitzer (infrarouge).

Impact ! Document T.Lombry.

L’impacteur d'une masse de 370 kg percuta le noyau de la comète à la vitesse prodigieuse de 10.3 km/s. Sous le choc, deux flashes très brillants furent observés à quelques fractions de secondes d'intervalle, signes que le noyau de Tempel 1 était constitué de deux matériaux différents. Emporté par son énergie cinétique, l’impacteur s’enfonça dans les entrailles glacées, relativement molles et peu denses de la comète (dix fois plus légère que l'eau), libérant un immense nuage de gaz chauds et de poussières. Bien entendu l'impacteur finit par se volatiliser. Dans un rayon de 250 m autour de l’impact la régolithe (débris) et les clathrates (glace mêlée de gaz) de surface se sont brisés et volatilisés dans l’espace, formant un nuage qui s’est lentement dissipé. 

Le gaz et la poussière dégagés au moment de la collision permirent aux scientifiques d'étudier indirectement la constitution du noyau de la comète dont la formation remonte à la même époque que celle de la Terre soit environ 4.5 milliards d'années.

L'énergie dissipée par le choc fut infime en regard de la masse du noyau qui s'élève à environ 100 milliards de tonnes; elle fut équivalente à l'explosion d'environ 5 tonnes de TNT et n'entraîna aucune modification notable de l'orbite de la comète. En pratique sa vitesse fut modifiée d'environ 0.0001 millimètre/sec. On observa en revanche une augmentation temporaire de son activité.

Seule différence persistante, la surface de Tempel 1 présente aujourd'hui l'empreinte des hommes, celle d'un cratère artificiel d'environ 500 m de diamètre, le premier cratère artificiel créé par l'homme sur une comète !

La comète 9P/Temple 1 photographiée le 11 avril 2005 au Kitt Peak en lumière RGB (CN en bleu à 387 nm, C2 en vert à 514 nm et RC en rouge à 712.8nm) afin de révéler la poussière (RC) et les gaz (C2 et CN) éjectés du noyau. Document T. Farnham et M.Knight/U.Maryland.

Ceci dit, et c'est plus étonnant, les spectres réalisés par la sonde Deep Impact ont également mis en évidence des carbonates (roches calcaires d'ordinaires liées à l'eau) et des PAH (hydrocarbures aromatiques polycycliques ou polynucléaires), ces fameuses chaînes de molécules que l'on connaît mieux à travers les "Bucky balls" de carbone (C60) et les nanotubes de graphite. La molécule PAH la plus simple est le pentalène.

Que peut-on conclure de ces observations tout à fait originales ? Selon le Dr Lisse, il est encore prématuré de conclure car les études sont toujours en cours mais il semble déjà acquis que nous retrouvons dans la comète Tempel 1 toutes les briques essentielles qui ont permis de "construire" la Terre voici un peu plus de 4.5 milliards d'années.

Enfin presque toutes, car il manque le fer. Ce métal reste invisible bien que les scientifiques aient essayé de le débusquer dans les spectres infrarouges. On se demande si le fer ne serait pas contenu dans des molécules d'oxyde de fer ou de sulfite de fer, tel que des cristaux de pyrite (FeS₂), de magnétite (Fe₃O₄) ou de rouille (oxyde ferrique hydraté), ces molécules étant relativement peu abondantes et difficiles à détecter. Ces éléments ne forment pas de beaux cristaux qui brillent en infrarouge comme les silicates (2/3 de silicium et 1/3 d'oxygène comme le sable) et d'autres roches formées d'éléments bien visibles dans cette partie du spectre pour ne citer que les cristaux d'oxydes d'aluminium (Al₂O₃ tels que le saphir ou le rubis appelés "conundrum" dans leur forme cristalline).

Les scientifiques n'ont pas non plus détecté d'ammoniac (NH₃) qui est également un précurseur des acides aminés, ni d'acide formique (H₂CO₂), ni d'acides aminés, ni de protéines, ces derniers polymères nécessitant des acides aminés, des phosphates et de la chaleur, autant d'éléments que l'on a déjà découvert sur certaines météorites et qui pourraient donc se retrouver dans les zones chaudes (supérieures à 65°C) des comètes.

Dès le moment où il y a du froid ou un peu de chaleur, des surfaces absorbantes, du rayonnement, des hydrocarbures plus ou moins saturés et de l'ammoniac, tout un éventail de réactions chimiques précurseurs de la vie sont envisageables. C'est le principe même de la fameuse expérience de Miller dont on retrouve certains ingrédients dans les comètes, d'où leur intérêt pour notre compréhension des origines de la vie.

Le Buckminsterfullerène ou "Bucky ball" en termes familiers est une molécule de Carbone-60 (C60) représentant la troisième forme de carbone pur après le diamant et le graphite. Géométriquement parlant, le C60 est un "icosahèdre tronqué" constitué de 12 pentagones et de 20 hexagones. Le C60 est la seule molécule connue formant une cavité sphérique pouvant recevoir une substance (par exemple une drogue qui sera administrée à un malade). Cette illustration représente un C60 contenant un atome d'hélium-3 extraterrestre. La Bucky ball est la matière la plus résistante à ce jour : elle résiste à un choc à 24000 km/h dans une plaque d'acier et compressée à 70% de sa taille originale elle devient deux fois plus dure que le diamant !