Soutenance de thèse de Prasanna Deshapriya le 12 septembre 2018

Titre de la thèse

"Propriétés spectrophotométriques du noyau de la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko observée par la sonde ROSETTA"

Directrice de thèse

Antonella Barucci

Résumé

Les petits corps du système solaire sont les vestiges du matériel primordial avec lequel se sont formées les planètes. En les étudiant on peut remonter aux conditions qui régnaient lors de la formation du système solaire. Les objets transneptuniens font partie des petits corps et contiennent des indices importants sur les processus de leur formation et les évolutions qu’ils ont subies. Dans ce contexte, la sonde Rosetta, qui fut lancée en 2004 par l’ESA, a atteint la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko en 2014 et a pu recueillir une importante quantité de données grâce aux divers instruments scientifiques qu’elle a embarqués jusqu’en fin septembre 2016. La comète 67P/Churyumov-Gerasimenko provient de la région des objets transneptuniens répartis entre 30 UA à 150 UA du Soleil et l’étudier a dévoilé de détails importants sur ces objets principalement formés des glaces volatiles et de poussière.

Dans le cadre de la mission spatiale Rosetta, cette thèse porte sur les propriétés spectrophotométriques de la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko à l’aide de l’instrument OSIRIS. Cet instrument est composé de deux caméras pour les observations du noyau et de la coma de la comète. Elles permettent d’acquérir des images avec des filtres qui opèrent dans la gamme du proche UV au proche IR. Dans un premier temps, j’ai utilisé les données OSIRIS pour analyser les courbes spectrophotométriques des taches claires qui sont apparues sur le noyau de la comète. Ensuite, j’ai participé activement à l’élaboration d’une étude comparative sur ces taches, qui a montré qu’elles sont liées à glace de H2O. La présence de H2O a été confirmée grâce à sa bande d’absorption à 2 microns dans les spectres infrarouges obtenus par l’instrument VIRTIS, le spectro-imageur embarqué dans Rosetta. Dans un second temps, j’ai entrepris une étude spectrophotométrique de la région Khonsu, très riche en variations morphologiques, se trouvant dans les latitudes du sud de la comète. J’ai analysé les taches claires qui y sont été repérées et les variations de la pente spectrale de différents types de terrains dans cette région. Bien qu’il y ait un type de terrain avec une anomalie expliquée par le surfaçage dû l’intense activité qui aurait érodé la surface pendant le passage au périhélie, trois types de terrains corroboreraient le rougissement de phase connu au noyau. Par la suite, j’ai élargi mon analyse des taches à tout le noyau de la comète et j’ai détecté plus de 50 taches claires dues à la présence de la glace de H2O et j’en ai produit une carte qui sert à repérer leurs emplacements dans le noyau, afin d’étudier plus en détail leur répartition et évolution au fil de temps. Ceci m’a permis d’identifier quatre types de taches regroupés en fonction de leur morphologie et de constater qu’elles sont plutôt présentes dans les latitudes équatoriales. J’ai également calculé une valeur moyenne d’albédo d’environ 0.4 pour ces taches. Certaines sont susceptibles d’être liées aux sources d’activité et ont un albédo plus élevé que la moyenne. Les taches qui se trouvent sur les terrains lisses (enrichi en poussière) sont probablement issues de la cessation du cycle diurnal de H2O sur la comète. En effet, lorsque la comète s’éloigne du Soleil et passe la ligne des glaces, le givre ne se sublime plus de la surface et se mélange avec la poussière qui s’y dépose. De plus, l’albédo de ce type de taches est plus faible que l’albédo moyen des taches, ce qui soutient cette hypothèse.

Mots-clefs : Comètes, 67P/Churyumov-Gerasimenko, photométrie, spectrophotométrie, OSIRIS, Rosetta, glace de H2O, planétologie