Pourquoi les têtes des comètes peuvent-elles être vertes mais pas leurs queues ? Les scientifiques ont maintenant résolu ce mystère, qui n'a pas été résolu depuis près de 100 ans.
De temps en temps, des comètes, composées de glace, de poussière et de roches, arrivent de la ceinture de Kuiper et du nuage d'Oort : les vestiges de la formation du système solaire avec un âge de 4,6 milliards d'années.
Ils subissent des métamorphoses colorées en traversant le ciel, les têtes de nombreuses comètes prenant un vert radieux qui s'illumine à l'approche du Soleil. Mais, assez curieusement, cette teinte verte s'estompe avant d'atteindre une ou deux queues derrière la comète.
Les astronomes, les physiciens et les chimistes s'interrogent sur ce mystère depuis près d'un siècle. Dans les années 1930, le physicien Gerhard Herzberg a suggéré que ce phénomène était dû à la destruction par la lumière du soleil du carbone diatomique (également connu sous le nom de dicarbone ou C2), un produit chimique formé par l'interaction de la lumière du soleil et de la matière organique dans la tête de la comète - mais comme le dicarbone est instable, ce la théorie était difficile à tester.
Une nouvelle étude de scientifiques de l'UNSW, publiée dans les Actes de l'Académie nationale des sciences (PNAS), a finalement trouvé un moyen de tester cette réaction chimique en laboratoire - et de prouver ainsi que la théorie vieille de 90 ans est correcte.
"Nous avons montré le mécanisme par lequel le dicarbone est clivé par la lumière du soleil", explique Timothy Schmidt, professeur de chimie à l'UNSW Science et auteur principal de l'étude.
"Cela explique pourquoi la coma verte - la couche floue de gaz et de poussière qui entoure le noyau - se rétrécit à mesure que la comète s'approche du Soleil, et aussi pourquoi la queue de la comète n'est pas verte."
L'acteur clé au centre du puzzle, le dicarbone, est très réactif et est responsable du passage au vert de nombreuses comètes. Il est composé de deux atomes de carbone et ne peut être trouvé que dans des environnements extrêmement énergétiques ou pauvres en oxygène tels que les étoiles, les comètes et le milieu interstellaire.
Le dicarbone n'existe pas sur les comètes jusqu'à ce qu'elles s'approchent du Soleil. Lorsque le Soleil commence à chauffer la comète, la matière organique de la carotte de glace s'évapore et se transforme en coma. La lumière du soleil décompose ensuite ces molécules organiques plus grosses pour créer du dicarbone.
L'équipe de recherche de l'UNSW a maintenant montré qu'à mesure que la comète s'approche du Soleil, le rayonnement ultraviolet extrême divise les molécules de dicarbone que le Soleil a récemment créées dans un processus appelé "photodissociation".
Ce processus détruit le dicarbone avant qu'il ne puisse s'éloigner du noyau, ce qui fait que la coma verte devient plus brillante et plus serrée, et que la teinte verte n'atteint jamais la queue de la comète.
Cette interaction chimique a été étudiée pour la première fois ici sur Terre.
« Gerhard Herzberg était un physicien exceptionnel et a reçu le prix Nobel de chimie dans les années 1970. C'est assez intéressant de pouvoir prouver l'une des choses qu'il a théorisées », disent les chercheurs.
Le professeur Timothy Schmidt, qui étudie le dicarbone depuis 15 ans, affirme que les résultats aident à mieux comprendre à la fois le dicarbone et les comètes.
"Le dicarbone est formé par la désintégration de molécules organiques plus grosses congelées dans le noyau d'une comète - le type de molécules qui sont les ingrédients de la vie", dit-il.
« En comprenant sa durée de vie et sa désintégration, nous pouvons mieux comprendre combien de matière organique s'évapore des comètes. De telles découvertes pourraient un jour nous aider à résoudre d'autres mystères cosmiques. »
L'étude a été publiée dans Actes de l'Académie nationale des sciences (PNAS).
2021-12-25 23:32:19
Auteur: Vitalii Babkin