Toutes les comètes sont à peu près les mêmes, non? Pas nécessairement. Schleicher pense que la composition anormale peut révéler l'existence d'une nouvelle classe de comètes. Ce qui rend Machholz 1 différent, c'est que la molécule cyanogène, CN, est extrêmement épuisée. À Machholz 1, le CN manque d'environ un facteur 72 par rapport à la moyenne des autres comètes, c'est-à-dire seulement un peu plus d'un pour cent de la normale. "Cet épuisement du CN est beaucoup plus que jamais observé pour toute comète étudiée précédemment, et seule une autre comète a même présenté un épuisement du CN", a déclaré Schleicher. La cause de l'anomalie chimique est inconnue.
Cependant, Schleicher, un astronome planétaire de l'Observatoire Lowell a proposé trois scénarios intrigants pour expliquer les origines de Machholz 1, et chacun engendrera de nouvelles contraintes importantes mais différentes sur la formation ou l'évolution des comètes.
Une explication possible est que Machholz 1 n'est pas originaire de notre système solaire, mais s'est échappé d'une autre étoile. Dans ce scénario, le disque proto-planétaire de l'autre étoile pourrait avoir eu une plus faible abondance de carbone, résultant en tous les composés contenant du carbone ayant des quantités plus faibles. «Une grande partie des comètes de notre propre système solaire se sont échappées dans l'espace interstellaire, nous nous attendons donc à ce que de nombreuses comètes formées autour d'autres étoiles se soient également échappées», a déclaré Schleicher. "Certains d'entre eux auront croisé le soleil et Machholz 1 pourrait être un intrus interstellaire."
Une autre explication possible de la composition anormale de Machholz 1 est qu'elle s'est formée encore plus loin du soleil dans un environnement plus froid ou plus extrême que toute autre comète que nous avons étudiée jusqu'à présent. Si tel était le cas, alors la rareté de tels objets est probablement associée à la difficulté importante d'expliquer comment ces comètes se sont déplacées dans le système solaire intérieur où elles peuvent ensuite être découvertes et observées.
Une troisième possibilité est que Machholz 1 est originaire d'une comète appauvrie en chaîne carbonée mais que sa chimie a ensuite été modifiée par une chaleur extrême. Bien qu'aucune autre comète n'ait présenté de changements dans la chimie en raison du chauffage ultérieur par le soleil, Machholz 1 a la particularité d'avoir une orbite qui la porte maintenant bien à l'intérieur de l'orbite de Mercure tous les cinq ans. (D'autres comètes se rapprochent encore plus du soleil, mais pas aussi souvent). "Puisque son orbite est inhabituelle, nous devons nous méfier que la cuisson répétée à haute température pourrait être la cause de sa composition inhabituelle", a déclaré Schleicher. «Cependant, la seule autre comète à montrer un épuisement de l'abondance de CN n'a pas atteint des températures aussi élevées. Cela implique que l'épuisement du CN ne nécessite pas les réactions chimiques associées à une chaleur extrême. »
Bien que la comète 96P / Machholz 1 ait été vue pour la première fois en 1986 et orbite autour du soleil avec une période d'un peu plus de cinq ans, les mesures de composition n'ont eu lieu que lors de la récente apparition de la comète en 2007. Le programme d'études de composition de l'Observatoire Lowell, actuellement dirigé par Schleicher, comprend des mesures de plus de 150 comètes obtenues au cours des 33 dernières années. Cette recherche est unique car elle compare et contraste Machholz 1 avec cette grande base de données de 150 comètes.
Il existe actuellement deux types de comètes, celles-ci étant identifiées par un programme de l'observatoire Lowell au début des années 1990. Une classe, contenant la majorité des comètes observées, a une composition appelée «typique». La plupart des membres de cette classe typique ont longtemps résidé dans le nuage d'Oort aux franges mêmes de notre système solaire, mais on pense qu'ils se sont formés à l'origine au milieu des planètes géantes, en particulier entre Saturne, Uranus et Neptune. D'autres membres de cette classe de composition sont arrivés de la ceinture de Kuiper, située juste au-delà de Neptune.
La deuxième classe de composition des comètes a des appauvrissements variables dans deux des cinq espèces chimiques mesurées. Étant donné que les deux molécules appauvries, C2 et C3, sont entièrement composées d'atomes de carbone, cette classe a été nommée «chaîne carbonée épuisée». De plus, presque toutes les comètes de cette deuxième classe ont des orbites compatibles avec leur arrivée de la ceinture de Kuiper. Pour cette raison et d'autres, la cause de l'épuisement serait associée aux conditions qui existaient lorsque les comètes se sont formées, peut-être dans une région extérieure plus froide de la ceinture de Kuiper.
Les comètes sont largement considérées comme les objets les plus vierges disponibles pour une étude détaillée restant de l'époque de la formation du système solaire. En tant que telles, les comètes peuvent être utilisées comme sondes du matériau proto-planétaire qui a été incorporé dans notre système solaire. Les différences dans la composition chimique actuelle des comètes peuvent indiquer soit des différences de conditions primordiales soit des effets évolutifs.
Bien que le lieu d'origine ne puisse être définitivement déterminé pour une seule comète, la courte période orbitale de Machholz 1 signifie que les astronomes peuvent rechercher d'autres espèces moléculaires porteuses de carbone lors des futures apparitions. "Si d'autres espèces contenant du carbone sont également fortement épuisées, les arguments en faveur de leur origine en dehors de notre système solaire seraient renforcés", a déclaré Schleicher. La prochaine occasion d'observations sera en 2012.
L'étude est publiée dans le numéro de novembre du Astronomical Journal.
Source: Observatoire Lowell
