Les comètes sont nées avec le système solaire

Neuf articles, dont le principal est signé par 183 scientifiques appartenant à 100 organismes de recherche dans le monde: la publication dans Science, le jeudi 14 décembre, du bilan des analyses préliminaires des poussières de la comète Wild 2, ramenées sur Terre le 15 janvier par la sonde américaine Stardust, donne une idée de l'ampleur de la mobilisation internationale autour de ces premiers grains de matière jamais prélevés au-delà de l'orbite lunaire. Ces résultats ont été acquis en six mois, à marche forcée, pour tenir les délais de la NASA.

Janet Borg, de l'Institut d'astrophysique spatiale (IAS) d'Orsay, l'un de sept laboratoires français impliqués dans ces recherches, ne gardera pas moins un bon souvenir de cette période de travail acharné. «Tous les matins, ma boîte de mails débordait de messages en provenance des autres équipes, raconte-t-elle. Chacun voulait comparer ses résultats avec ceux des autres, demander des avis, proposer des conseils. J'ai rarement connu une collaboration aussi large et intense.» Les responsables américains de la mission ont joué le jeu en faisant largement circuler les échantillons. Les chercheurs ont utilisé leurs instruments dernier cri pour sonder, bombarder, découper en tranches ces grains de poussière dont les plus infimes ne dépassaient pas les 10 microns (10 millionièmes de mètre) de diamètre. Pour comparaison, un cheveux mesure en moyenne 50 microns de diamètre.

Pour quel résultat? Une surprise qui est aussi une déception, et vice-versa. Considérée sous certains aspects, une comète «cela ressemble à vous et moi», lance François Robert, du Muséum national d'histoire naturelle. Nombre d'astronomes pensaient que ces corps glacés, qui orbitent à l'extrême périphérie du système solaire, pouvaient contenir des matériaux ayant échappé aux modifications dues à la chaleur du Soleil naissant. Un peu comme de la pâte tombée sur le rebord de la poêle où a cuit la crêpe de la nébuleuse protoplanétaire, il y a 4,5 milliards d'années, et qui a fini par donner notre système solaire. Ces ingrédients préservés auraient pu être des grains de poussière fabriqués par d'autres étoiles, plus anciennes que le Soleil.

Ce n'est pas le cas. La nature des minéraux, très variés, contenus dans les échantillons montre qu'ils ont été formés dans la partie intérieure du disque, exposée aux fortes températures du Soleil. L'étude de la composition isotopique (c'est-à-dire l'analyse de la variation éventuelle du nombre de neutrons que contiennent des noyaux de la même famille) de leurs atomes de carbone ou d'azote, conduit aux mêmes conclusions, à un grain près. Ces caractéristiques, cruciales pour déterminer le lieu de formation des éléments, ne diffèrent pas de celles connues dans nos planètes, dans les fragments de météorites tombés sur Terre ou dans nos corps.

Exil au bord de la nébuleuse

Cette matière s'est donc formée à l'intérieur du disque de gaz et de poussière, qui a dû être fortement brassé avant que chaque astre ne s'individualise. Dans ces mouvements de grande ampleur, de la poussière a dû se trouver exilée sur les bords, très froids, de la nébuleuse, où elle s'est agrégée avec du gaz et des corpuscules glacés, pour former les comètes que nous connaissons. Pour valider ce scénario, les chercheurs vont devoir maintenant mieux comprendre les mécanismes de ce grand mélange et des si grandes distances parcourues dans la nébuleuse.

Les poussières de Wild 2 posent bien d'autres questions. Après cette phase d'analyses préliminaires, qui a traité moins de 5 % de la matière récoltée, les laboratoires vont déposer de nouvelles demandes d'études, selon leurs centres d'intérêts. Ces examens plus fins seront sans doute encore compliqués par les mauvaises surprises réservées par l'aérogel, une mousse, composée à 99,8 % d'air, censée freiner les grains sans les altérer. Il est en effet apparu que cette substance était moins pure que prévu. Sa nature poreuse ne lui a pas permis d'évacuer la chaleur dégagée par le freinage des poussières, qui y ont pénétré à plus de 20 000 km/h. Leur ralentissement brutal a fait exploser certains grains, qui ont laissé un peu de leur matière tout au long de leur trace. La température a pu alors faire fondre l'aérogel qui s'est mélangé avec la poussière. Le travail demeurera acharné pour accéder aux autres secrets de Wild 2.