Deux ans aux côtés d’une comète en forme de canard
67P/Tchourioumov–Guérassimenko n’est pas restée un simple point lumineux aperçu au télescope : elle fut la première comète qu’une sonde accompagna autour du Soleil en suivant ses saisons. Rosetta et Philae ont enregistré de près comment un petit noyau de glace et de poussière réagit au Soleil en produisant une chevelure et des queues, en faisant s’effondrer des falaises et en libérant dans l’espace des matériaux anciens.
- Période orbitale
Environ 6,45 ans - Période de rotation
Environ 12,4 heures - Masse
Environ 10 milliards de tonnes - Densité moyenne
Environ 533 kg/m³
Un petit monde formé de deux corps en contact
Le noyau de 67P n’est pas une boule de glace ronde. Son grand lobe mesure environ 4,1 × 3,3 × 1,8 km et le petit environ 2,6 × 2,3 × 1,8 km ; un « cou » étroit relie les deux. Cette forme, souvent comparée à un canard en plastique, s’accorde avec la rencontre à faible vitesse de deux petits corps, même si les détails de sa formation et de son évolution restent étudiés.
L’expérience de radio-science de Rosetta et les modèles tridimensionnels de la forme ont donné une densité d’environ 533 kg/m³, à peine plus de la moitié de celle de l’eau. Ce n’est pas que la glace et la poussière soient elles-mêmes exceptionnellement légères : de minuscules vides représentent environ 70 à 80 % de l’intérieur. Cela ne signifie pas non plus qu’une immense caverne creuse le noyau. Les mesures du champ gravitationnel indiquent une structure poreuse assez uniforme, sans grandes cavités.
Jupiter a remodelé l’orbite, le Soleil réveille la surface
67P appartient à la famille de Jupiter. Des passages répétés près de la planète — en particulier les perturbations gravitationnelles de 1840 et 1959 — ont déplacé son orbite vers l’intérieur, et elle fait aujourd’hui le tour du Soleil en environ 6,45 ans. Son aphélie se situe près et au-delà de l’orbite de Jupiter, tandis que son périhélie, à environ 1,3 UA, se trouve entre les orbites de la Terre et de Mars.
Loin du Soleil, le noyau est sombre et peu actif. À mesure qu’il s’approche, la lumière chauffe la glace en surface et à faible profondeur ; celle-ci se sublime directement en gaz sans passer par l’état liquide. Le gaz qui s’échappe entraîne la poussière et forme une chevelure autour du noyau. La pression du rayonnement solaire pousse cette poussière en une queue large et incurvée, tandis que le vent solaire transporte le gaz ionisé dans la direction du champ magnétique et produit une queue ionique presque droite. Les jets jaillissant de la surface sont des éruptions locales qui alimentent en matière ces deux immenses queues ; ils ne sont pas les queues elles-mêmes.
La forme de 67P et l’inclinaison de son axe de rotation répartissent inégalement l’ensoleillement. L’hémisphère nord connaît un long été sous une lumière plus faible lorsque la comète est loin ; le sud traverse un été court et intense près du périhélie. Rosetta a observé à la fois des jets s’allumant régulièrement lorsque leur région source était éclairée et des sursauts soudains dus à l’effondrement d’une falaise ou à l’exposition de glace fraîche.
Rosetta n’a pas rencontré un « fossile gelé » immuable. Elle a découvert un monde actif qui préserve des matériaux anciens tout en créant de nouvelles surfaces par fissuration, érosion et effondrement à chaque approche du Soleil.
Dix ans de poursuite et trois contacts
- 1969 — Klim Tchourioumov repère une nouvelle comète sur des plaques photographiques prises par Svetlana Guérassimenko.
- 2 mars 2004 — L’ESA lance Rosetta. Trois assistances gravitationnelles de la Terre et une de Mars l’aident à poursuivre sa cible.
- 6 août 2014 — Après dix ans et environ 6,4 milliards de km, Rosetta atteint 67P et devient la première sonde à effectuer un rendez-vous avec une comète.
- 12 novembre 2014 — L’atterrisseur Philae se sépare et touche la surface. Ses harpons et vis d’ancrage ne fonctionnent pas correctement : il rebondit, entre trois fois en contact et s’immobilise dans la zone ombragée d’Abydos.
- 13 août 2015 — La comète passe au périhélie. Rosetta observe en continu l’activité monter jusqu’à son maximum, puis décroître.
- 30 septembre 2016 — Rosetta achève sa mission en envoyant ses dernières données durant une descente contrôlée vers le noyau.
L’atterrissage de Philae n’est pas un récit où tout s’est déroulé comme prévu. La défaillance des ancrages l’a fait parcourir plus de 1 km depuis le premier contact et s’arrêter dans une zone peu éclairée. Il a néanmoins réalisé plusieurs expériences avant l’épuisement de sa batterie et mesuré les propriétés de la surface et de l’intérieur. Ce déplacement inattendu a lui-même fourni des données permettant de comparer la résistance et la structure de plusieurs sites.
Un relief transformé près du Soleil
Les images avant-après de Rosetta ont révélé des fractures agrandies, des falaises effondrées, des rochers déplacés, de la glace nouvellement exposée et de la poussière déposée ailleurs. Certains jets de poussière ont pu être remontés jusqu’à des fosses circulaires ou des falaises. Autour du périhélie de 2015, la sonde a aussi saisi des sursauts beaucoup plus brillants que les jets ordinaires et s’achevant en quelques dizaines de minutes. Ces changements montrent que l’activité n’est pas simplement proportionnelle à l’ensoleillement : relief, saison, contraintes thermiques et effondrements déterminent ensemble où elle se produit et avec quelle intensité.
Oxygène, molécules organiques et débat sur l’eau
Les spectromètres de masse de Rosetta ont détecté dans la chevelure de l’oxygène et de l’azote moléculaires, ainsi que l’acide aminé glycine et du phosphore. Ces substances renseignent sur l’environnement extrêmement froid et la chimie du jeune Système solaire. Trouver des ingrédients associés à la vie ne signifie toutefois ni que la vie a été découverte, ni que 67P est l’origine directe de la vie terrestre.
L’interprétation de l’eau illustre la manière dont les conclusions scientifiques évoluent quand les données sont réexaminées. L’analyse initiale de Rosetta en 2014 indiquait un rapport deutérium/hydrogène dans l’eau de 67P plus de trois fois supérieur à celui des océans terrestres, renforçant l’idée que ces comètes n’étaient pas une source majeure de l’eau terrestre. Une réanalyse de 2024 portant sur l’ensemble de la mission a cependant proposé que des poussières couvertes de glace près du noyau pouvaient faire paraître ce rapport trop élevé, tandis que les valeurs de la chevelure externe, moins influencées par la poussière, étaient proches de l’eau terrestre.
Le nouveau résultat rouvre la possibilité que des comètes de la famille de Jupiter comme 67P aient livré de l’eau à la jeune Terre, sans déterminer la fraction apportée. Le point essentiel est que les mêmes données racontent une histoire plus exacte lorsque l’on comprend l’origine de l’échantillon et la façon dont la poussière environnante modifie la mesure.
Que nous a appris 67P ?
| Observation | Ce que nous avons appris | Question en suspens |
|---|---|---|
| Champ gravitationnel et forme | Un noyau peu dense et très poreux, mais dépourvu de grandes cavités | Quand et à quelle vitesse exacte les deux lobes se sont-ils assemblés ? |
| Jets et changements de surface | La sublimation, les saisons et les effondrements déplacent et modulent l’activité | Quelle quantité de matière interne se déplace lors d’un passage au périhélie ? |
| Composition du gaz et de la poussière | Un environnement de formation froid et une chimie complexe dans le jeune Système solaire | Quelle part de l’eau et des matières organiques terrestres vient respectivement des comètes et des astéroïdes ? |
Les dimensions du noyau sont données selon les axes de ses lobes irréguliers ; les réduire à un seul « diamètre » produit une valeur dépendant de la direction d’observation. La densité et la porosité interne sont également des approximations fondées sur les modèles de forme et de gravité.