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Des vapeurs de métaux lourds découvertes de manière inattendue dans les comètes de notre système solaire - et au-delà.

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Une nouvelle étude réalisée par une équipe belge à l'aide des données du Very Large Telescope de l'Observatoire européen austral (VLT de l'ESO) a montré que du fer et du nickel existent dans l'atmosphère des comètes de notre système solaire, même celles qui sont éloignées du Soleil. Une étude distincte menée par une équipe polonaise, qui a également utilisé les données de l'ESO, a signalé que de la vapeur de nickel est également présente dans la comète interstellaire glacée 2I/Borisov. C'est la première fois que des métaux lourds, habituellement associés à des environnements chauds, sont découverts dans l'atmosphère froide de comètes lointaines.

 

"Ce fut une grande surprise de détecter des atomes de fer et de nickel dans l'atmosphère de toutes les comètes que nous avons observées au cours des deux dernières décennies, soit une vingtaine d'entre elles, et même dans celles qui sont éloignées du Soleil, dans l'environnement froid de l'espace", déclare Jean Manfroid de l'Université de Liège, en Belgique, qui dirige la nouvelle étude sur les comètes du système solaire publiée aujourd'hui dans Nature. 

 

Les astronomes savent que des métaux lourds existent dans les intérieurs poussiéreux et rocheux des comètes. Mais, comme les métaux solides ne se "subliment" généralement pas (deviennent gazeux) à basse température, ils ne s'attendaient pas à les trouver dans l'atmosphère des comètes froides qui voyagent loin du Soleil. Des vapeurs de nickel et de fer ont même été détectées dans des comètes observées à plus de 480 millions de kilomètres du Soleil, soit plus de trois fois la distance Terre-Soleil.

 

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L'équipe belge a trouvé du fer et du nickel en quantités à peu près égales dans l'atmosphère des comètes. Les matériaux de notre système solaire, par exemple ceux que l'on trouve dans le Soleil et dans les météorites, contiennent généralement environ dix fois plus de fer que de nickel. Ce nouveau résultat a donc des implications pour la compréhension par les astronomes des débuts du système solaire, bien que l'équipe soit encore en train de décoder ce que sont ces implications. 

 

"Les comètes se sont formées il y a environ 4,6 milliards d'années, dans le très jeune système solaire, et n'ont pas changé depuis. En ce sens, elles sont comme des fossiles pour les astronomes", explique Emmanuel Jehin, co-auteur de l'étude et également de l'Université de Liège.

 

Alors que l'équipe belge étudie ces objets "fossiles" avec le VLT de l'ESO depuis près de 20 ans, elle n'avait jusqu'à présent pas repéré la présence de nickel et de fer dans leurs atmosphères. "Cette découverte est passée sous le radar pendant de nombreuses années", explique M. Jehin. 

 

L'équipe a utilisé les données de l'instrument Ultraviolet and Visual Echelle Spectrograph (UVES) du VLT de l'ESO, qui utilise une technique appelée spectroscopie, pour analyser les atmosphères des comètes à différentes distances du Soleil. Cette technique permet aux astronomes de révéler la composition chimique des objets cosmiques : chaque élément chimique laisse une signature unique - un ensemble de lignes - dans le spectre de la lumière des objets.

 

L'équipe belge avait repéré des lignes spectrales faibles et non identifiées dans ses données UVES et, en y regardant de plus près, a remarqué qu'elles signalaient la présence d'atomes neutres de fer et de nickel. L'une des raisons pour lesquelles les éléments lourds étaient difficiles à identifier est qu'ils existent en très petites quantités : l'équipe estime que pour chaque 100 kg d'eau dans l'atmosphère des comètes, il n'y a qu'un gramme de fer et à peu près la même quantité de nickel.

 

"Habituellement, il y a 10 fois plus de fer que de nickel, et dans les atmosphères de ces comètes, nous avons trouvé à peu près la même quantité pour les deux éléments. Nous sommes arrivés à la conclusion qu'ils pourraient provenir d'un type particulier de matériau à la surface du noyau de la comète, se sublimant à une température assez basse et libérant du fer et du nickel dans des proportions à peu près identiques", explique Damien Hutsemékers, également membre de l'équipe belge de l'Université de Liège.

 

Bien que l'équipe ne soit pas encore certaine de la nature de ce matériau, les progrès de l'astronomie - tels que l'imageur et le spectrographe METIS (Mid-infrared ELT Imager and Spectrograph) du prochain Extremely Large Telescope (ELT) de l'ESO - permettront aux chercheurs de confirmer la source des atomes de fer et de nickel présents dans l'atmosphère de ces comètes.

L'équipe belge espère que son étude ouvrira la voie à de futures recherches. "Maintenant, les gens vont rechercher ces lignes dans leurs données d'archives provenant d'autres télescopes", explique Jehin. "Nous pensons que cela va également déclencher de nouveaux travaux sur le sujet".

 

Métaux lourds interstellaires


Une autre étude remarquable publiée aujourd'hui dans Nature montre que des métaux lourds sont également présents dans l'atmosphère de la comète interstellaire 2I/Borisov. Une équipe polonaise a observé cet objet, la première comète extraterrestre à visiter notre système solaire, à l'aide du spectrographe X-shooter du VLT de l'ESO lorsque la comète est passée à proximité il y a environ un an et demi. Ils ont découvert que l'atmosphère froide de 2I/Borisov contient du nickel gazeux. 

 

62919d2facd4b_Detectionofnickelintheatmosphereofcomet2I-Borisov.jpg.53d216031175e9899457198b78615292.jpg

 

"Au début, nous avions du mal à croire que le nickel atomique pouvait réellement être présent dans 2I/Borisov si loin du Soleil. Il nous a fallu de nombreux tests et vérifications avant de pouvoir nous convaincre", explique l'auteur de l'étude, Piotr Guzik, de l'université Jagiellonian en Pologne. Cette découverte est surprenante car, avant les deux études publiées aujourd'hui, les gaz contenant des atomes de métaux lourds n'avaient été observés que dans des environnements chauds, par exemple dans l'atmosphère d'exoplanètes ultra-chaudes ou de comètes en cours d'évaporation qui passaient trop près du Soleil. 2I/Borisov a été observée alors qu'elle se trouvait à quelque 300 millions de kilomètres du Soleil, soit environ deux fois la distance Terre-Soleil.

 

L'étude détaillée des corps interstellaires est fondamentale pour la science, car ils sont porteurs d'informations inestimables sur les systèmes planétaires extraterrestres dont ils sont issus. "Nous avons tout à coup compris que le nickel gazeux est présent dans les atmosphères cométaires dans d'autres coins de la Galaxie", explique le coauteur Michał Drahus, également de l'Université Jagellonne. 

 

Les études polonaise et belge montrent que 2I/Borisov et les comètes du système solaire ont encore plus en commun que ce que l'on pensait. "Imaginez maintenant que les comètes de notre système solaire aient leurs véritables analogues dans d'autres systèmes planétaires - comme c'est cool !", conclut Drahus.

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Ouaip... cela date d'il y a un an, l'article de Nature a été publié le 19 mai 2021...

L"hypothèse la plus probable c'est que cela révèle la présence de carbonyles Fe(CO)5 et Ni(CO)4 qui peuvent se sublimer à basse température comme CO2, et non de la sublimation de Fer ou Nickel qui se fait à plus de 1000 K.

Avec des abondances de l'ordre de quelques millionième de l'eau, cela ne va pas non plus bouleverser notre connaissance de la composition des comètes, la question est juste de savoir comment se répartissent les métaux entre les phases silicatées (bien plus importantes?), carbonyles, métalliques pures et autres comme FeS...

Sinon attention à la traduction à la google-truc:

"

Le 28/05/2022 à 05:59, Presikheaven a dit :

vont rechercher ces lignes dans

"lines" -> raies (d'émission) en français

 

et la notion de "

Le 28/05/2022 à 05:59, Presikheaven a dit :

métaux lourds

est assez subjective...: pour les spécialistes de physique stellaire, tout ce qui n'est pas H ou He est un métal, dans la vie courante, le Fer et Nickel (de vos pièces de monnaie...) ne sont pas des métaux lourds polluants et dangereux pour la santé...

 

Nicolas

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Posted (edited)

I'm sorry for any translation errors: my French is far from good enough, so I actually use a translation program (DeepL).

 

Floris-Jan (Netherlands)

Presikheaven public observatory

(Netherlands)

Edited by Presikheaven
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    • By COM423
      Bonjour,
       
      Avec une période de 6,39 années, la comète 22P/Kopff est une vieille copine,  elle a effectué en mars son 18ème retour au périhélie depuis sa découverte en 1906.
      J'ai un lien particulier avec elle, car si mon premier contact avec les belles chevelues fut la brillante et éphémère Iras-Araki-Alcock en mai 1983, c'est la vision de la plus discrète 22P/Kopff dans le C8 d'un pote, en juillet de la même année, qui constitua le déclic sur ces astres si particuliers
       
      Tout çà pour dire que j'aime bien la suivre à chacun de ses retours. Le moins que l'on puisse dire, c'est que celui de 2022 n'est pas favorable. Celà fait plusieurs mois qu'elle reste bloquée dans les lueurs de l'aube, visible au ras de l'horizon et très peu de temps. Les choses se sont enfin améliorées en ce mois de juillet, mais 4 mois après son passage au plus près du Soleil, elle est déjà sur le déclin.
       
      Je n'avais pas encore trouvé le temps de traiter les images, mais j'avais un peu hâte car grâce à @airbus340 qui en a publié une bien belle image prise le 28 juillet, je savais qu'elle serait intéressante au compositage, d'autant que cette nuit là elle est passée près de la galaxie NGC520, une intriguante galaxie à interaction.
       
      Assez bavardé, voici donc le résultat de cette conjonction :

      Newton SW 200/800 avec correcteur de coma, caméra ASI 294-MCpro + IR-cut,  Nord à peu près en Bas
      Monture AZ-EQ6 - ASIAir - poses guidées avec dithering
      Le 24 juillet entre 00h56 et 03h03 utc
      56 poses de 02min à -10°C et Gain 120, Temps d'intégration de 01 h 52 min
       
      Traitement Siril 1.0.3, Finition avec Gimp 2.10.28
      Échantillonnage ramené à : 2"/pixel
       
      Je suis resté doux sur l'intégration de la comète dans le champ d'étoiles, elle est plus étendue qu'il ne paraît ci-dessus, comme le montre beaucoup mieux cette copie d'écran Siril en visualisation histogramme, où les contrastes sont poussés à fond :

      On voit que le queue est vraiment très étendue et on note le vaste halo bleuté tout autour de la chevelure. En pratique, les mesures donnent :
      une chevelure bien visible sur 2,2' mais avec un vaste et faible halo donnant un diamètre de 6.5' la queue est bien marquée sur 9' de longueur, on la devine sur 29' sans difficultés et je la suspecte de faire 45' de long, vers PA=252°  
      Côté photométrie (UCAC4), les mesures donnent :
      une magnitude nucléaire : m2=16.1 ( ouverture de 6" ) une magnitude totale : m1=13.4 ( ouverture de 100" )  
      La galaxie NGC520, alias Arp 157, ressort pas mal, malgré la hauteur modeste à laquelle a été prise cette image (de 25° en début de séquence jusque 43° à l'aurore), avec des détails en son coeur et une très faible queue de marée que j'ai tenté de préserver avec un calque et masque de calque dédié :

      ( Cercle de 20' de diamètre, toujours à 2"/pixel )
       
      Très content de cette observation, j'espère que l'image vous plaira aussi
       
    • By COM423
      Bonsoir,
       
      Il y neuf mois, je vous avais proposé un petit sujet relatant la découverte par les français Alain MAURY et Georges ATTARD de leur seconde comète et la première qui fut observable depuis l'hémisphère Nord:
      Leur belle épopée se poursuit puisqu'ils ont découvert, début juillet, une cinquième comète : C/2022 N1, une petite comète d'aspect certes assez quelconque, mais que j'ai pris un plaisir certain à imager et que vous propose donc de partager.
       
      Elle était observable depuis l'hémisphère Nord, même si elle n'était pas bien haute d'ici : 28° de hauteur au mieux, 21° à peine en fin de séquence...
      La vitesse rapide de déplacement  ( 8"/min ) n'a pas facilité les choses :  impossible de dépasser les 20s d'intégration pour les poses de base, sur lesquelles elle reste bien entendu hors de portée, et elle se baladait de surcroît en bordure de Voie Lactée, dans un champ assez dense en étoiles.
       
      Heureusement, nos caméras numériques et les logiciels de traitement font des miracles et elle saute immédiatement aux yeux sur le compositage cométaire :

       
      La comète est donc le petit point visible au centre de l'image, un peu perdue au milieu des traînées laissées par les étoiles. Et encore, je vous ai mis le compositage moyenné avec rejet, car si on regarde le compositage somme, la comète est invisible au premier abord...
       
      La voici en gros plan :

      Elle se présente sous la forme d'une boule ronde, sans queue apparente, de 36" de diamètre.
      Magnitude totale : m1 = 16.2 (fenêtre d'ouverture de 38") Magnitude nucléaire : m2 = 17.3 (fenêtre d'ouverture de 6")  
      Voici, pour le plaisir, le champ complet, mais à part la comète (au centre du cercle rouge) il n'y a pas grand chose d'intéressant à y dénicher :
       
      ( Pour voir l'image à 100%, faire un clic droit puis Ouvrir dans un Nouvel Onglet ou une Nouvelle Fenêtre )

      Newton SW 200/800 avec correcteur de coma, caméra ASI 294-MCpro + IR-cut,  Nord à peu près en Haut
      Monture AZ-EQ6 - ASIAir - poses guidées avec dithering
      Nuit du 21 au 22 juillet 2022 de 23h17 à 01h40 utc
      308 poses de 20 s, temps d'intégration : 01 h 42min 40s
      Température  -10°C et Gain 120
      Traitement Siril 1.0.3, Finition avec Gimp 2.10.28
      Échantillonnage natif  : 1,25"/pixel
       
      si ce n'est une petite galaxie LSB, en haut :
      identifiée avec Simbad comme :
       
      C/2022 N1 est donc la cinquième comète découverte en 2 ans par Alain et Georges. Voici le tableau de leurs principales caractéristiques :

       
      Ce programme de survey amateur et mené par des français (cocorico ) cartonne vraiment, car outre les découvertes de comètes, ils ont à leur actif de nombreuses découvertes d'astéroïdes, et un nombre impressionant de mesures astrométriques d'objets déjà connus.
      Le survey a vraiment démarré le 06 janvier 2021 et le 100ème astéroïde géocroiseur a été découvert début août 2022. Il est certain que la météo du Chili a beaucoup aidé (389 nuits exploitées de janvier 2021 à août 2022 !!) mais chapeau à eux pour la maîtrise de toute la chaîne depuis la gestion des prises de vue jusqu'à l'exploitation logicielle des données.
       
      Je vous invite à visiter la page d'Alain :
      http://www.spaceobs.com/fr/Blog-de-Alain-Maury/Recherche/Decouvertes-de-MAP
       
      Bon ciel à tous
      @Impla007
    • By polorider
      Bonjour
      Après avoir mis le tube en t° sur les glaciers du Mont-Blanc (voir ici: http://www.astrosurf.com/topic/155729-le-mont-blanc-en-ouverture-dune-soirée-astro-😉/ il était près pour une belle soirée d'observation 
      24 juillet 2022 site: Col de la Lézette aux Saisies - Savoie,  altitude 1785 m, t°: 19° à 21h30 / 13° à 03h00. Pas de vent, atmosphère très sèche, peu de turbulence.
      L'idée de départ était d'observer la comète C/2019 U5 Panstarrs dans les Chiens de Chasse. Très peu lumineuse actuellement (m14.3)  elle ne s'est montrée que faiblement dans l'oculaire. En revanche plus visible sur la tablette. 
      Comète C/2019 U5 Panstarrs

       
      M16

       
      M20

      M27

       
      Le centre de M31 + M32

       
       
       
       
    • By polorider
      Bonjour
      Une comète découverte le 02 mars dernier: "une comète qui s'approchera à 0,29 UA de la Terre le 2 février 2023. La comète C/2022 E3 (ZTF) sera à son périhélie 2 semaines plus tôt et elle sera bien située dans le ciel pour les observateurs de l'hémisphère nord. Durant cette période de 2 semaines (et selon les prévisions actuelles), C/2022 E3 passera de la magnitude 7.2 à 5.5; la rendant ainsi visible à l'œil nu sous un ciel relativement noir.
      Les comètes étant imprévisibles, C/2022 E3 pourrait nous surprendre. et qui pourrait devenir visible à l'œil nu courant janvier-Février 2023" (https://www.facebook.com/groups/162684053751103/permalink/5953625017990282/)
      Visuel Amplifié d'avant hier soir (18 juillet). Elle ne saute pas aux yeux immédiatement, il faut la chercher un peu dans cette myriade d'étoiles près de Vega.
       
       


    • By zeubeu
      La petite photo souvenir de la conjonction d'hier soir :
      APO 140 mm FD 7,6 + correcteur TS 2,5"+ Nikon D750
      123 poses de 20 s, registration sur les étoiles et sur la comète.
      J'ai dû arrêter un peu avant minuit car la lune se levait... La fenêtre de tir n'était pas longue !
       
      Fred

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