C’est ce que l’on appelle une observation d’opportunité. Dans son long périple vers les lunes de Jupiter, qu’elle doit atteindre en juillet 2031, la sonde européenne Juice a réussi à pointer un objet interstellaire, la comète 3I/Atlas. La « rencontre », à quelque 66 millions de kilomètres de distance, a eu lieu début novembre. Sur les dix instruments scientifiques à bord du satellite, cinq ont alors été allumés, dont le spectromètre imageur français MAJIS, développé par l’Institut d’Astrophysique Spatiale avec le soutien du CNES. Les données, collectées en novembre 2025, sont parvenues sur Terre il y a quelques semaines seulement, la position particulière de Juice par rapport à la Terre et au Soleil empêchant de les récupérer plus tôt.
Ces observations présentent un caractère exceptionnel, car elles ont été réalisées au périhélie de la comète, c’est-à-dire au point de son orbite le plus proche du Soleil, à un moment où Juice était idéalement placée. Aucune autre sonde spatiale ni aucun télescope terrestre n’ont bénéficié de telles conditions.
Pendant cette période, la comète n’était plus visible par les télescopes optiques au sol, car trop proche du Soleil vu de la Terre. Seuls des radiotélescopes qui ne sont pas sensibles à la lumière pouvaient capter son signal. Juice a donc eu l’opportunité de faire des observations uniques permettant d’analyser son activité au périhélie. Nous avons reçu de belles images prises par la caméra embarquée, ce qui était infaisable depuis le sol.
- Astrophysicienne à l’Observatoire de Paris, membre de l’équipe scientifique de MAJIS et experte cométaire
Tester un mode d'acquisition de signaux de l'instrument MAJIS
La sonde européenne n’avait pas de raison directe de s’intéresser à un tel objet, qui n’entre pas dans les objectifs de la mission Juice. Sauf que, pendant les huit ans que dure son voyage vers Jupiter, il est nécessaire d’actionner régulièrement les instruments pour vérifier leur état de fonctionnement. De plus, l’observation d’un corps céleste très peu lumineux donnait l’occasion de tester un mode d’acquisition particulier de l’instrument MAJIS, qui sera par exemple utilisé pour analyser des signaux faibles tels que ceux des anneaux de Jupiter ou des exosphères de ses satellites.
Après la détection et l’identification de la comète, en juillet 2025, son orbite n’était pas encore suffisamment connue. Il y avait des incertitudes au niveau du pointage et des contraintes instrumentales et observationnelles importantes. Il fallait à la fois explorer une partie du ciel le plus rapidement possible pour s’assurer d’avoir la comète dans le champ de vue de l’instrument, mais suffisamment lentement pour pouvoir la détecter à cause de son signal très faible. Nous avons eu la chance de l’observer seulement 4 jours après le périhélie, qui est le moment où son activité est la plus importante. Cela a confirmé les performances de MAJIS dans ce mode d’observation de signaux faibles.
- Astronome à l’IAS, co-responsable scientifique de l’instrument MAJIS
Des données essentielles pour comprendre l’activité de la comète
L’instrument MAJIS est un spectromètre imageur infrarouge. Cela signifie qu’il prend des images et que chaque image comporte une dimension spectrale couvrant les longueurs d’onde visible et infrarouge de 0,5 à 5,55 microns. Cela permet de détecter la signature d’éléments chimiques, et donc de déterminer la composition des surfaces observées, notamment la présence d’eau et de dioxyde de carbone.
L’observation de l’eau, difficile depuis la Terre – l’atmosphère bloque les rayonnements infrarouges des astres –, est cruciale pour mieux comprendre la comète, car elle constitue le principal moteur de son activité quand elle s’approche du Soleil. Les glaces se subliment alors pour former une atmosphère : sur 3I/ATLAS, MAJIS a ainsi détecté l’émission de 2 tonnes de vapeur d’eau par seconde.
L’autre intérêt est de compléter les observations faites depuis le sol par les radiotélescopes, qui ont identifié six molécules présentes sur la comète. Grâce à la connaissance de l’activité en eau, on peut mesurer les abondances de ces molécules, déterminer la composition chimique de la comète et la comparer aux comètes du Système solaire.
Un troisième apport scientifique de ces observations est de pouvoir comparer la production des trois molécules principales qui s’échappent du noyau de la comète, l’eau, le dioxyde de carbone (CO₂) et le monoxyde de carbone (CO).
Les observations de MAJIS nous donnent l’eau et le CO₂ au périhélie, celles des radiotélescopes le CO pendant la même période. Nous disposons aussi des données du télescope James Webb sur ces trois molécules quand 3I/ATLAS était plus éloignée du Soleil. La comparaison des deux montre que les rapports d’abondance entre ces molécules sont complètement différents selon la position de la comète. Cela confirme des régimes d’activité que l’on connaissait, mais que l’on a pu mesurer sur une comète interstellaire.
Ainsi, à la fois du fait de l’unicité des données collectées et de la confirmation du potentiel de l’instrument MAJIS, cette observation qui ne faisait pas partie du programme s’est révélée pleinement bénéfique.
Cette capacité à saisir une opportunité sans mettre la mission en risque, sans la dévier de la trajectoire et sans coût supplémentaire présente un réel intérêt. On se rend compte aussi que nos satellites peuvent faire toujours plus que ce à quoi on avait pensé !
- Cheffe de projet Juice au CNES
Le rôle du CNES dans la mission Juice
Juice (Jupiter Icy moons Explorer) est une mission d’exploration de Jupiter et de ses lunes développée par l’Agence spatiale européenne (ESA) dans le cadre de son programme Vision Cosmique 2015-2025. Lancé par Ariane 5 depuis le Centre Spatial Guyanais le 14 avril 2023, le satellite atteindra les abords de Jupiter en juillet 2031.
Le CNES est un acteur majeur de la mission, au travers de la participation au programme scientifique obligatoire de l’ESA et de la maîtrise d’ouvrage des contributions françaises. Plus de 15 laboratoires sont impliqués dans le développement de 6 des 10 instruments du satellite. Parmi ceux-ci, MAJIS (Moon and Jupiter Imaging Spectrometer) a été fourni par l’Institut d’Astrophysique Spatiale dans le cadre d’un partenariat avec le CNES. Le CNES a notamment financé et coordonné ces contributions et apporté son expertise technique sur leurs différents aspects spatiaux.
