Comète Tchouri : d'où vient l'oxygène trouvé par Rosetta ?

De l'oxygène sous forme de gaz (O2) a été détecté autour de la comète Tchouri. Une découverte qui pourrait remettre en question les modèles de formation du système solaire.

L'aventure de la sonde Rosetta autour de la comète Tchouri nous réserve décidément bien des surprises. Si l'on avait dernièrement appris la découverte de certaines molécules organiques encore jamais détectées sur une comète, c'est cette fois de son "atmosphère", ou plus précisément de sa chevelure, que provient une découverte qualifiée de surprenante par les spécialistes de la question : de l'oxygène gazeux.

 

De l'O2 dans la chevelure

 

La chevelure d'une comète, c'est ce halo de gaz et de poussières qui provient de l'action des rayons solaires sur sa surface. Cette sorte "d'atmosphère" s'enrichit donc au fur et à mesure que la comète "dégaze" à l'approche du Soleil, avec un point culminant lors du passage le plus près de notre étoile, ce que l'on nomme le périhélie. La comète 67P Tchourioumov-Guérassimenko, "67P" ou "Tchouri" pour les intimes, est arrivée à ce point de son orbite le 13 août dernier, et poursuit désormais sa course en s'éloignant du Soleil. Elle a donc eu l'occasion d'expulser dans sa chevelure nombre de matériaux auparavant gelés.

Les gaz qui sont présent dans les chevelures de la plupart des comètes que nous avons observées sont principalement du monoxyde et du dioxyde de carbone et de la vapeur d'eau. On peut aussi y trouver des traces d'autres molécules, dont des composés à base de soufre ou même certains hydrocarbures.

En ce qui concerne l'oxygène, c'est un tout petit peu plus compliqué. On en a en effet déjà détecté autour de comètes, mais sous forme d'atomes arrachés à des molécules, principalement d'eau, par la force des radiations du Soleil lorsque celui-ci est suffisamment proche. En revanche, l'oxygène dit "moléculaire", le gaz oxygène (O2), celui que nous respirons dans notre atmosphère, n'avait encore jamais été détecté autour d'une comète.

 

Pourquoi l'O2 est rare

 

Trouver de l'oxygène gazeux hors de l'atmosphère terrestre est d'ailleurs assez rare, y compris dans les nuages de gaz interstellaires où se forment les étoiles. Il y en aurait dans les océans d'Europe, la lune de Jupiter, et même dans son atmosphère, ou encore dans celles de Dione et Rhéa, deux lunes de Saturne. Mais globalement, même si l'oxygène atomique est l'un des composants les plus abondants dans l'univers, l'oxygène gazeux, lui, est loin d'être fréquent.

Cela s'explique par le fait que l'oxygène atomique a tendance à se combiner avec d'autres composés pour former différentes molécules comme l'eau (H2O), le gaz carbonique (CO2) et bien d'autres encore, beaucoup plus facilement qu'il ne reste stable sous sa forme gazeuse O2.

 

La comète vient-elle d'une nébuleuse obscure ?

Mais d'où vient donc cet oxygène gazeux ? Au départ, l'équipe de scientifiques en charge de ROSINA, l'instrument qui a détecté sa présence, s'est demandé si l'oxygène en question ne provenait pas de la sonde elle-même, mais après sept mois de mesures, ils ont pu écarter cette hypothèse, et affirmer que le gaz provenait bien de l'intérieur de la comète, où il y aurait donc des "réserves" d'oxygène gazeux gelé. La conclusion des analyses est que "l'O2 primordial a d'une certaine façon été incorporé aux glaces de la comète pendant sa formation et est relâché avec la vapeur d'eau aujourd'hui", explique Andre Bieler, de l'université du Michigan, auteur principal d'une étude parue aujourd'hui dans le journal "Nature".

L'oxygène en question daterait donc de plus 4 milliards et demi d'années, lorsque la comète s'est formée, dans les premiers stades de la naissance du système solaire, bien avant que les planètes ne voient le jour. "Cette preuve que l'oxygène est une substance ancienne va probablement discréditer certains modèles théoriques de la formation du système solaire", déclarait au Guardian Kathrin Altwegg, de l'université de Berne, co-auteur de l'étude.

Comme le précise le site de l'université de Berne (Suisse), "l'explication la plus probable, selon les chercheurs, est que l'oxygène ait eu son origine très tôt, avant la formation du système solaire". Il faut en effet savoir que celui-ci s'est formé au cœur de ce que l'on nomme une "nébuleuse obscure", un nuage interstellaire très dense. C'est là que sous l'action de la gravitation, la matière finit par se concentrer suffisamment pour donner naissance à une étoile, puis à son système planétaire. L'oxygène de Tchouri pourrait bien provenir de cette nébuleuse obscure originelle :

"Les mesures d'oxygène montrent qu'au moins une partie significative des matériaux de la comète est plus ancienne que notre système solaire et a une composition typique des nébuleuses obscures".

Pour Matt Taylor, l'un des scientifiques de la mission Rosetta, "c'est un résultat intrigant pour les études à la fois dans et en-dehors de la communauté des comètes, avec des implications possibles pour nos modèles de l'évolution du système solaire". De quoi alimenter d'autres études, donc.