Les choses semblaient devenir un peu étranges dans le domaine de l'astronomie des rayons X lorsque l'observatoire NASA / ESA ROSAT a commencé à voir les émissions d'une série de comètes. Cette découverte en 1996 était une énigme; comment les rayons X, plus communément associés aux plasmas chauds, pourraient-ils être produits par certains des corps les plus froids du système solaire? En 2005, l’observatoire Swift de la NASA a été lancé pour rechercher certains des événements les plus énergétiques de l’univers observable: les sursauts gamma (GRB) et les supernovae. Mais au cours des trois dernières années, Swift s'est également révélé être un chasseur de comètes expert.
Si les rayons X sont généralement émis par des plasmas de plusieurs millions de Kelvin, comment les rayons X peuvent-ils être générés par des comètes composées de glace et de poussière? Il s'avère qu'il y a une bizarrerie intéressante car les comètes interagissent avec le vent solaire à moins de 3AU de la surface solaire, permettant à une instrumentation conçue pour observer les explosions les plus violentes de l'Univers d'étudier également les objets les plus élégants plus près de chez eux…
“Ce fut une grande surprise en 1996 lorsque la mission NASA-European ROSAT a montré que la comète Hyakutake émettait des rayons X», A déclaré Dennis Bodewits, boursier postdoctoral de la NASA au Goddard Space Flight Center. "Après cette découverte, les astronomes ont fouillé les archives ROSAT. Il s'avère que la plupart des comètes émettent des rayons X lorsqu'elles se trouvent à environ trois fois la distance de la Terre au soleil. " Et cela a dû être une très grande surprise pour les chercheurs qui ont supposé que le ROSAT ne pouvait être utilisé que pour entrevoir le flash transitoire d'un GRB ou d'une supernova, pouvant engendrer la naissance de trous noirs. Les comètes ne figuraient tout simplement pas dans la conception de cette mission.
Cependant, depuis le lancement d’un autre chasseur de GRB en 2005, le Swift Gamma-ray Explorer de la NASA a repéré 380 GRB, 80 supernovae et… 6 comètes. Alors, comment une comète peut-elle être étudiée par un équipement destiné à quelque chose de si radicalement différent?
Alors que les comètes commencent leur orbite solaire défiant la mort, elles se réchauffent. Leurs surfaces gelées commencent à projeter du gaz et de la poussière dans l'espace. La pression du vent solaire amène le coma (l'atmosphère temporaire de la comète) à éjecter du gaz et de la poussière derrière la comète, loin du Soleil. Les particules neutres seront emportées par la pression du vent solaire, tandis que les particules chargées suivront le champ magnétique interplanétaire (FMI) en tant que «queue ionique». Les comètes peuvent donc souvent être vues avec deux queues, une queue neutre et une queue ionique.
Cette interaction entre le vent solaire et la comète a un autre effet: échange de charges.
Les ions énergétiques du vent solaire impactent le coma, capturant les électrons des atomes neutres. À mesure que les électrons s'attachent à leurs nouveaux noyaux parents (l'ion du vent solaire), l'énergie est libérée sous forme de rayons X. Comme le coma peut mesurer plusieurs milliers de kilomètres de diamètre, l'atmosphère de la comète a une section transversale énorme, permettant à un grand nombre de ces événements d'échange de charges de se produire. Les comètes deviennent soudainement d'importants générateurs de rayons X lorsqu'elles sont explosées par les ions du vent solaire. La puissance totale de sortie du coma peut dépasser un milliards de watts.
L'échange de charges peut se produire dans tout système où un flux d'ions chaud interagit avec un gaz neutre plus froid. L'utilisation de missions telles que Swift pour étudier l'interaction des comètes avec le vent solaire peut fournir un laboratoire précieux aux scientifiques pour comprendre les émissions de rayons X déroutantes des autres systèmes.
Source: Physorg.com
