Près de 4.000 comètes connues et probablement bien plus encore. Et pas une seule avec une queue verte ! Le mystère a longtemps intrigué les astronomes. Aujourd’hui, une équipe confirme expérimentalement une théorie proposée dans les années 1930 à ce sujet. Tout est question de carbone diatomique.
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Pour nos ancêtres, elles annonçaient des catastrophes. Ou au moins de grands changements. Puis les scientifiques nous ont appris que, bien que leur potentiel destructeur reste avéré -- mais qu'elles soient aussi soupçonnées d'avoir apporté sur Terre, les ingrédients de la vie --, les comètes n'ont rien de surnaturel. Elles trouvent leur source, pour les unes, celles à courte période, dans la ceinture de Kuiper -- une région située au-delà de l'orbite de NeptuneNeptune --, pour les autres, dans le nuage d'Oort, bien plus loin encore.
Les astronomesastronomes qui les observent depuis des siècles ont noté que ces amas de glace, de roches et de poussière ont tendance à se colorer d'un vert qui s'éclaircit au fur et à mesure qu'elles s'approchent de notre Soleil. Mais que ce vert ne s'étend jamais jusqu'à leurs queues.
Dans les années 1930, un physicienphysicien germano-canadien, Gerhard Herzberg (1904-1999) -- il a remporté le prix Nobel de chimie en 1971 pour ses travaux sur la structure électronique et la géométrie des moléculesmolécules -- a suggéré une explication. La lumièrelumière du Soleil détruirait le carbonecarbone diatomique (C2) justement issu de l'interaction entre cette même lumière et la matièrematière organique contenue dans la tête des comètescomètes. Mais l'instabilité du C2 avait jusqu'alors empêché de tester cette théorie. Jusqu'alors parce que des chercheurs de l’université de Nouvelle-Galles du Sud (Australie) viennent de trouver le moyen de tester cette réaction chimiqueréaction chimique en laboratoire.
Du carbone diatomique dans la tête, mais pas quand les queues
Avant de rentrer dans le détail de leurs travaux, précisons que le dicarbone n'existe que dans des environnements extrêmement énergétiques ou pauvres en oxygèneoxygène. Une étoileétoile, le milieu interstellaire ou... une comète. Mais pas tant que cette dernière est éloignée de notre Soleil. C'est bien sa chaleurchaleur qui permet de briser en C2 la matière organique -- le genre de molécules qui sont les ingrédients de la vie -- présente sur le noyau glacé de la comète. Le dicarbone se déplace ensuite vers la comacoma, cette couche de gazgaz et de poussière qui entoure le noyau. Une coma qui se colore alors en vert.
Ce que les chercheurs de l'université de Nouvelle-Galles du Sud viennent de prouver, c'est que le rayonnement ultravioletultraviolet (UV) en provenance du Soleil a tendance à casser les liaisons entre les atomesatomes de carbone qui forment le C2. Ils évoquent un processus de photodissociation qui détruit le carbone diatomique avant qu'il n'ait le temps de se rapprocher des queues de la comètequeues de la comète.
Comment ont-ils procédé ? Il leur a d'abord fallu fabriquer du C2 qui, vous l'imaginez, « ne se trouve pas en magasin ». Les chercheurs l'ont obtenu à partir d'une molécule plus grosse, du perchloroéthylène (C2Cl4). Grâce à un laserlaser ultraviolet haute puissance, ils ont fait littéralement exploser les atomes de chlorechlore (Cl). Puis le carbone diatomique restant a été envoyé vers une chambre à vide. Et d'autres lasers ont permis, l'un de simuler le rayonnement UV du Soleil, l'autre, d'observer ce qui se produisait.
Pourtant, ce n'est qu'au bout de neuf mois d'efforts que les chercheurs ont enfin observé la dissociation du C2. Ils confirment donc aujourd'hui expérimentalement la théorie proposée par Herzberg il y a près d'un siècle. De quoi leur permettre à l'avenir de mieux comprendre notamment combien de matière organique s'évapore des comètes.
