Nouvelles découvertes grâce aux observations de la comète C/2020 F3

La comète C/2020 F3, aussi connue sous le nom de NEOWISE, a été observée de près pendant son approche du Soleil en juillet 2020. Un des trucs intéressants qu'on a découverts, c'est que le rapport d'ammoniac (NH) à l'eau (H O) était plus bas que prévu pour une comète à une distance similaire du Soleil.

#Contexte sur les Comètes

Les comètes, c'est des corps glacés dans l'espace, faits de gaz gelés, de poussière et de roche. Elles viennent surtout de deux régions du système solaire : la ceinture de Kuiper, juste après l’orbite de Neptune, et le nuage d'Oort, une sphère lointaine d'objets glacés entourant le système solaire. Quand une comète s'approche du Soleil, la chaleur fait qu'elle libère des gaz et de la poussière, formant un nuage lumineux appelé une chevelure et parfois une queue.

#L'Importance du Rapport NH/H O

Le rapport NH/H O est important parce qu'il peut donner des indices sur la composition de la comète et les matériaux qui l'ont formée. En général, les comètes contiennent à la fois de l'ammoniac et de l'eau, mais les quantités peuvent varier. Comprendre ce rapport peut aider les scientifiques à en apprendre plus sur la formation des comètes et les matériaux présents dans le jeune système solaire.

#Découverte de la Comète C/2020 F3

La comète C/2020 F3 a été découverte le 27 mars 2020, par une mission spatiale appelée NEOWISE, qui avait pour but de trouver des objets proches de la Terre. Cette comète est devenue très brillante et était visible à l'œil nu en juillet 2020, lui valant le surnom de "Grande Comète de 2020".

#Observations Réalisées

Des observations ont eu lieu pendant deux mois, principalement avec deux radiotélescopes : le télescope radio de Nançay (NRT) en France et le Télescope de Green Bank (GBT) en Virginie-Occidentale, États-Unis. Les télescopes ont surveillé les émissions de la comète, en se concentrant particulièrement sur l'hydroxyle (OH) et l'ammoniac (NH).

#Résultats sur la Production d'OH et de NH

Pendant la période d'observation, il semblait que la comète était très active, surtout autour du moment où elle a atteint le périhélie - son point le plus proche du Soleil le 3 juillet 2020. En examinant la lumière des émissions d'OH, les scientifiques ont pu estimer les taux de production de H O et de NH.

#Sels d'Ammonium dans les Comètes

Des recherches ont montré que les comètes pourraient contenir des sels d'ammonium, qui pourraient être une source d'azote. Ces sels pourraient se décomposer en ammoniac quand ils sont chauffés, produisant l'augmentation attendue de NH à mesure que la comète s'approche du Soleil. Cependant, les mesures pour la comète C/2020 F3 ont révélé un rapport NH/H O plus bas que celui observé dans d'autres comètes à des distances similaires du Soleil.

#Variabilité de NH dans les Comètes

L'abondance de NH peut changer avec le temps selon combien de poussière pauvre en eau est présente dans la chevelure de la comète. La poussière, quand elle est chauffée, peut libérer de l'ammoniac et affecter le rapport NH/H O. Dans le cas de la comète C/2020 F3, le ratio NH/H O observé n'était pas cohérent avec les résultats d'autres comètes, suggérant des différences possibles dans les processus chimiques.

#Le Rôle de H O dans les Comètes

H O est le principal composant volatil dans les comètes. Les scientifiques utilisent souvent les observations d'OH, un produit de la décomposition de H O, pour inférer combien d'eau est présente. Suivre la production d'OH aide à comprendre l'activité de la comète et comment elle évolue avec le temps.

#L'Azote dans les Comètes : Un Mystère

La quantité d'azote dans les comètes est longtemps restée un mystère. En additionnant les quantités mesurées d'azote dans les gaz et les particules solides, on remarque souvent une carence par rapport à ce qui est attendu selon la composition solaire. La détection de sels d'ammonium dans des comètes précédentes a fait espérer que cela pourrait expliquer l’azote manquant.

#Défis d'Observation

Détecter NH dans les comètes a été compliqué. Bien qu'il y ait eu quelques succès, de nombreuses campagnes pour mesurer l'ammoniac dans différentes comètes n'ont pas permis de détection. Cette incohérence soulève des questions sur les méthodes utilisées et les processus sous-jacents se déroulant dans la chevelure de la comète.

#Les Observations de la Comète F3

Les observations radio de la comète F3 comprenaient la surveillance des émissions d'OH et de NH. Les données ont permis de déterminer comment les taux de production de ces gaz variaient pendant la période d'observation.

#Données de Nançay et Green Bank

Les données du NRT ont révélé les taux de production d'OH pendant l'approche du périhélie, tandis que le GBT a été utilisé pour observer les émissions d'OH et de NH à des dates spécifiques. Les observations simultanées ont permis aux scientifiques de comparer les résultats et d'examiner le rayon d'extinction, qui est important pour calculer les taux de production avec précision.

#Rayon d'Extinction et Son Importance

Le rayon d'extinction est la distance de la comète à laquelle les émissions d'OH sont affectées par des collisions avec d'autres particules. Comprendre ce rayon est essentiel pour faire des estimations précises des taux de production de H O et de NH.

#Le Rôle de la Température dans l'Activité des Comètes

La température de la comète joue un rôle important dans son activité. Plus elle se rapproche du Soleil, plus la température augmente, ce qui fait échapper plus de gaz. Cela peut entraîner des taux de production accrus d'eau et d'ammoniac.

#Comprendre la Variabilité dans la Composition des Comètes

Les résultats concernant le rapport NH/H O dans la comète C/2020 F3 suggèrent que l'abondance d'ammoniac peut varier considérablement. Cette variabilité pourrait dépendre des processus thermiques agissant sur la poussière et de la manière dont les différents matériaux dans la chevelure sont libérés à mesure que la comète s'approche du Soleil.

#Analyse Combinée des Données

Les observations des deux télescopes ont fourni une vue d'ensemble du comportement et de la composition chimique de la comète pendant son passage. Les résultats ont montré un limite supérieure pour le rapport NH/H O qui était plus bas que celui observé dans d'autres comètes à des distances similaires.

#D'autres Observations Nécessaires

Pour mieux comprendre les processus en jeu, des observations supplémentaires de NH dans d'autres comètes à faibles distances héliocentriques pourraient fournir des insights précieux. Ces observations pourraient aider à résoudre les incohérences entre différentes mesures et améliorer notre compréhension de la chimie des comètes.

#Conclusion

En résumé, l'étude de la comète C/2020 F3 révèle des infos importantes sur la nature des comètes et leurs compositions chimiques. Le rapport NH/H O plus bas que prévu est une découverte intrigante qui souligne la variabilité dans le comportement des comètes et soulève des questions sur les sources d'azote dans ces corps glacés. L'exploration continue des comètes et de leurs émissions continuera d'éclairer la formation de notre système solaire et l'évolution de ces objets fascinants.