Tous les jours au petit matin, la surface de la comète Tchouri se couvre d'une fine pellicule de givre. Puis très vite, sous l'effet du Soleil, cette glace se transforme en vapeur d'eau. Avant que ne tombe la nuit qui refroidit la surface, permettant au givre de se former à nouveau.
Un spectacle quotidien - la comète tourne sur elle-même en 12 heures -, qui n'avait jamais été observé sur une durée significative par un instrument humain. Grâce à la sonde européenne Rosetta qui escorte depuis un an la comète 67P/Tchourioumov-Guérassimenko, les chercheurs apportent «la première preuve observationnelle» de l'existence de ce cycle de la glace d'eau.
«Nous avons mis en évidence un mécanisme qui recharge la surface de la comète en glace fraîche à chaque rotation: cela maintient la comète en vie», explique Maria Cristina de Sanctis, de l'Institut italien d'astrophysique INAF de Rome, citée jeudi dans un communiqué de l'Agence spatiale européenne (ESA).
L'étude, publiée dans la revue britannique Nature, est basée sur des spectres infrarouges obtenus les 12, 13 et 14 septembre 2014 par le spectromètre Virtis de Rosetta.
La région observée est le «cou» de la comète qui se trouvait alors à 500 millions de kilomètres du Soleil.
Les comètes sont des agrégats de glaces et de poussières, qui perdent une partie de leur matériel chaque fois qu'elles passent près du Soleil sur leurs orbites très excentriques. Elles «dégazent» et se retrouvent dotées d'une queue de vapeur d'eau et de poussières.
Les données recueillies par Virtis suggèrent que, lorsqu'une région du noyau est éclairée, la glace d'eau se transforme en vapeur d'eau dans les premiers centimètres du sol et migre vers la surface.
Puis lorsque cette région se retrouve à l'ombre, la surface refroidit très rapidement tandis que les couches plus profondes, qui ont accumulé la chaleur solaire du jour, gardent la chaleur plus longtemps.
De ce fait, la glace d'eau sous la surface continue de se transformer en gaz et de migrer vers la surface à travers le sol poreux. Puis dès que cette vapeur d'eau «souterraine» atteint la surface froide, elle gèle à nouveau, créant une pellicule de glace fraîche sur cette région.
«Ces résultats nous donnent une idée de ce qui se passe sous la surface, à l'intérieur de la comète», souligne Matt Taylor, responsable scientifique de la mission Rosetta de l'ESA.
La comète Tchouri, sur laquelle est posé depuis la mi-novembre le robot Philae, actuellement silencieux, a été au plus proche du Soleil (périhélie) le 13 août et retourne depuis lentement vers l'extérieur du Système solaire.
«Elle est toujours assez près du Soleil et elle est de plus en plus active», rejetant gaz et poussières, indique à l'AFP Stéphane Erard, de l'Observatoire de Paris, responsable pour la France de Virtis.