Webb trouve de l’eau et un nouveau mystère dans une rare comète de la ceinture principale

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Le télescope spatial James Webb de la NASA a permis une autre percée scientifique tant attendue, cette fois pour les scientifiques du système solaire qui étudient les origines de l’abondance d’eau sur Terre. À l’aide de l’instrument Webb’s Near Infrared Spectrograph (NIRSpec), les astronomes ont confirmé pour la première fois l’existence de gaz, plus précisément de vapeur d’eau, autour d’une comète dans la ceinture principale d’astéroïdes, indiquant que la glace d’eau du système solaire primordial pourrait être préservée dans cette zone. région. Cependant, la détection réussie de l’eau s’accompagne d’une nouvelle énigme : contrairement aux autres comètes, la comète 238P/Read n’avait pas de dioxyde de carbone détectable.

“Notre monde imbibé d’eau, grouillant de vie et, pour autant que nous le sachions, unique dans l’univers, est un peu un mystère : nous ne savons pas d’où vient toute cette eau”, a déclaré Stefanie Milam, Webb Telescope Associate Project. Scientifique pour les sciences planétaires et co-auteur de l’étude rapportant la découverte. “Comprendre l’histoire de la distribution de l’eau dans le système solaire nous aidera à comprendre d’autres systèmes planétaires et s’ils pourraient être sur le point d’héberger une planète semblable à la Terre”, a-t-il ajouté.

La comète Read est une comète de la ceinture principale, un objet qui réside dans la ceinture principale d’astéroïdes mais qui affiche périodiquement un halo, ou coma, et une queue semblable à une comète. Les comètes de la ceinture principale elles-mêmes sont une classification assez nouvelle, et la comète Read était l’une des trois comètes originales utilisées pour établir cette catégorie. Auparavant, on croyait que les comètes résidaient dans la ceinture de Kuiper et le nuage d’Oort, au-delà de l’orbite de Neptune, où leurs glaces pouvaient être conservées plus loin du Soleil. La matière gelée se vaporise au fur et à mesure que c’est le fait que les comètes s’approchent du Soleil qui donne à ces objets leur coma caractéristique et queue flottante, les différenciant des astéroïdes. Les scientifiques ont longtemps émis l’hypothèse que la glace d’eau pourrait être préservée dans la ceinture d’astéroïdes plus chaude, dans l’orbite de Jupiter, mais la preuve définitive était difficile à trouver, jusqu’à l’arrivée du télescope Webb.

Cette illustration de la comète 238P/Read montre la sublimation de la comète dans la ceinture principale : sa glace d’eau se vaporise à mesure que son orbite se rapproche du Soleil. Ceci est significatif, car la sublimation est ce qui distingue les comètes des astéroïdes et crée leur queue caractéristique et leur halo nébuleux, ou coma. La détection de vapeur d’eau dans la comète Read par le télescope spatial James Webb est une étape importante dans l’étude des comètes de la ceinture principale et dans l’enquête plus large sur l’origine de l’eau abondante de la Terre.
Crédits : NASA, ESA

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“Dans le passé, nous avons vu des objets de la ceinture principale qui avaient toutes les caractéristiques des comètes, mais ce n’est qu’avec ces données spectrales précises de Webb que nous pouvons dire que oui, c’est définitivement la glace d’eau qui crée cet effet”, a expliqué l’astronome Michael Kelley. , de l’Université du Maryland, auteur principal de l’étude.

“Grâce aux observations du télescope Webb sur la comète Read, nous pouvons maintenant montrer que la glace d’eau du système solaire primitif peut être préservée dans la ceinture d’astéroïdes”, a déclaré Kelley.

L’absence de dioxyde de carbone a été une plus grande surprise. En règle générale, le dioxyde de carbone représente environ 10 % de la matière volatile d’une comète qui peut facilement être vaporisée par la chaleur du Soleil. L’équipe scientifique propose deux explications possibles au manque de dioxyde de carbone. Une possibilité est que la comète Read ait eu du dioxyde de carbone lors de sa formation, mais qu’elle l’ait perdu en raison des températures chaudes.

“Être dans la ceinture d’astéroïdes pendant une longue période pourrait causer ceci : le dioxyde de carbone se vaporise plus facilement que la glace d’eau et se serait infiltré pendant des milliards d’années”, a déclaré Kelley. Une autre option, a-t-il dit, est que la comète Read se serait formée dans une poche particulièrement chaude du système solaire, où le dioxyde de carbone n’était pas disponible.

Cette image de la comète 238P/Read a été prise avec l’instrument de la caméra infrarouge proche (NIRCam) à bord du télescope spatial James Webb de la NASA le 8 septembre 2022. Elle montre le halo brumeux, appelé coma, et la queue, qui sont caractéristiques des comètes, contrairement aux astéroïdes. Le coma et la queue de poussière sont le résultat de la vaporisation de la glace lorsque le Soleil chauffe le corps principal de la comète.
Crédits : NASA, ESA, CSA, M. Kelley (Université du Maryland). Traitement d’images : H. Hsieh (Planetary Sciences Institute), A. Pagan (STScI)

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La prochaine étape consiste à mener l’enquête au-delà de la comète Read pour voir comment elle se compare aux autres comètes de la ceinture principale, explique l’astronome Heidi Hammel de l’Association des universités pour la recherche en astronomie (AURA). objets et co-auteur de l’étude. “Ces objets de la ceinture d’astéroïdes sont petits et faibles, et avec Webb, nous pouvons enfin voir ce qui leur arrive et tirer des conclusions. Les autres comètes de la ceinture principale manquent-elles également de dioxyde de carbone ? Quoi qu’il en soit, ça va être excitant de le découvrir”, a déclaré Hammel.

Le co-auteur Milam envisage les possibilités de rapprocher encore plus la recherche de notre planète. “Maintenant que Webb a confirmé qu’il y a de l’eau préservée aussi près que la ceinture d’astéroïdes, il serait passionnant de suivre cette découverte avec une mission de collecte d’échantillons et d’apprendre ce que les comètes de la ceinture principale peuvent nous dire d’autre.”

L’étude a été publiée dans la revue Nature.

Le télescope spatial James Webb est le premier observatoire scientifique spatial au monde. Webb résoudra les mystères de notre système solaire, verra au-delà des mondes lointains autour d’autres étoiles et explorera les structures et les origines mystérieuses de notre univers et notre place dans celui-ci. Webb est un programme international piloté par la NASA avec ses partenaires : l’ESA (Agence Spatiale Européenne) et l’Agence Spatiale Canadienne (ASC).