Un GIF posté sur Twitter la semaine dernière a capturé un spectacle fascinant: une scène en noir et blanc d’une "tempête de neige" à la surface d’une comète très éloignée.
La scène est un clip de l’utilisateur de Twitter, landru79, créé récemment à partir de 25 minutes d’images provenant des archives de l’Agence spatiale européenne (ESA). Capturées le 1er juin 2016 par la sonde Rosetta, les images représentent des falaises imposantes de la comète en forme de canard en caoutchouc 67P / Churyumov – Gerasimenko entourées de ce qui semble être de la neige qui tombe.
La série d’images a récemment fait sensation et suscité de nombreuses spéculations sur la cause. Bien que la vue soit réelle, la «tempête de neige» est en grande partie une illusion - une folle combinaison de mouvements apparents d'étoiles à l'arrière-plan et de poussière et de rayons cosmiques au premier plan. Comme Mark McCaughrean, conseiller principal en science et exploration à l'ESA, écrit dans un courrier électronique à Smithsonian.com: «Les choses ne sont pas tout à fait ce qu'elles semblent être."
En 2014, Rosetta de l'ESA est entrée dans son orbite autour du Comet 67P, devenant ainsi le premier à encercler un rocher glacial. Pendant deux ans, il a fait le tour de la comète, recueillant ainsi des données impressionnantes qu’il a renvoyées sur Terre. L’ESA a récemment rendu public certaines de ces images époustouflantes, ce qui a donné naissance à un nouveau GIF hallucinant.
La force motrice derrière l'illusion neigeuse est le fond dense d'étoiles qui semblent former un rideau de neige tombante au loin. "Mais bien sûr, ils ne sont pas en train de" tomber ", écrit McCaughrean. Le mouvement des étoiles résulte de la combinaison de la position changeante de Rosetta lors de la capture de chaque image et du mouvement de rotation de la comète.
Sur le côté droit de l'image se trouvent des étoiles de la constellation Canis Major. Et dans le coin supérieur gauche de l'image, l'amas d'étoiles NGC 2362 apparaît. McCaughrean a identifié ce groupe d'étoiles dynamiques, situées à environ 4 500 années-lumière de la Terre, à l'aide du site Web astrometry.net.
Pour créer ce GIF accéléré, landru79 aurait fait pivoter les images originales de 90 degrés, note McCaughréenne. Sans cette rotation, "les" étoiles de neige "se déplaceraient sur le côté", écrit-il. «Bien sûr, comme il n’ya pas de montée ou de descente dans l’espace, c’est parfaitement bien que landru79 ait choisi de faire pivoter la séquence, mais cela suggère qu’il s’agissait d’un choix esthétique délibéré qui permettait de créer une illusion.»
La plupart des taches au premier plan du GIF sont en fait des particules flottant loin de la Comet 67P - et non à la surface du monde glacé. Rosetta a capturé les images tout en tournant autour de 13 kilomètres. À cette distance, la caméra OSIRIS de l'engin n'a pas la sensibilité et la résolution nécessaires pour capter les particules de poussière qui volent directement au-dessus de la surface de la comète, dit McCaughrean.
Cette «neige» au premier plan fait probablement partie de l'enveloppe de poussière trouble, appelée coma, qui se forme généralement autour du corps ou du noyau glacé central de la comète. Au fur et à mesure que les comètes passent près du soleil, la chaleur dégagée provoque la transformation de la glace en gaz, générant une poussière de poussière autour du noyau glacé.
Et la comète 67P ne manque certainement pas de poussière. En masse, la comète contient environ 80% de poussière et seulement 20% de glace, note McCaughrean. Cette abondance poussiéreuse suggère également que la plupart des traînées au premier plan sont des particules de poussière plutôt que de l'eau ou de la glace à l'anhydride carbonique.
Le mouvement «flottant» apparent de ces particules est en grande partie dû au mouvement de l’engin spatial dans le coma de 67P. Comme l'écrit McCaughrean: «Il y a une prépondérance de mouvement de bas en haut à gauche, je pense, ce qui suggère que les mouvements ne sont pas semi-aléatoires, comme on pourrait s'y attendre dans le nuage de poussière qui se déplace lentement autour de la comète."
Étant donné que les images sont compressées dans un fichier GIF court, l'action apparaît beaucoup plus rapidement que la manière dont elle s'est produite en temps réel. Voici une version (légèrement) plus lente que l'utilisateur de Twitter, Avi Solomon, a publiée:
Ryan F. Mandelbaum pour Gizmodo écrit que certaines de ces traînées pourraient également être dues à des particules de haute énergie frappant la caméra. Mais McCaughrean estime que la contribution de cet effet, connu sous le nom d'événements de rayons cosmiques, est mineure.
Un dernier détail révélateur qui démontre que l'effet est davantage une illusion qu'une tempête de neige est la quantité relative de «neige» à l'avant-plan et à l'arrière-plan. Les étoiles créent un fond densément moucheté, alors que seulement quelques éclats de blanc semblent glisser sur la surface de la comète. S'il s'agissait véritablement d'une «tempête de neige», les deux personnes devraient paraître plus également peuplées.
«Et pourtant, tout est réel: rien n’est faux», écrit McCaughrean. "Ainsi, une illusion d'optique remarquablement puissante dans laquelle les gens impriment quelque chose de familier de la Terre… sur une scène cosmique."
