Résultats
Résultats clés
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Observations de l’eau dans des comètes
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Observations de la bande de l’eau dans l’atmosphère martienne
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Observations du monoxyde de chlore dans le vortex polaire arctique
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Observations de l’évolution du vortex polaire antarctique
Observations de l’eau dans des comètes
Mesurer la raie rotationnelle à 557 GHz de l’eau dans un spectre de comète permet de remonter à d’importantes informations sur sa structure, son activité et son évolution. Déterminer l’intensité de la raie permet d’estimer le taux de production d’eau par les geysers de la surface, alimentant la chevelure de la comète (coma). La largeur de la raie apporte des informations sur la vitesse d’expansion de la coma. Enfin, la position précise du centre de la raie sur le spectre mesuré, ainsi que sa forme permettent de remonter aux anisotropies de l’émission de molécules d’eau par la comète.
De telles observations depuis le sol sont rendues extrêmement difficiles par l’absorption des infrarouges submillimétriques par l’atmosphère terrestre à ces longueurs d’ondes. C’est pourquoi le télescope spatial Odin a été fort utile à ce domaine de recherche, à son époque. 4 comètes ont ainsi notamment été étudiées grâce aux données du satellite entre le printemps 2001 et le printemps 2002 :
- C/2001 A2 (LINEAR) : les observations ont commencé pendant la phase de commissioning de l’instrument en avril 2001 et ont repris en juin 2001 lors du passage de la comète au plus près de la Terre.
- 19P/Borrelly : les observations ont eu lieu entre septembre et décembre 2001, alors que la sonde Deep Space 1 survolait la comète.
- C/2000 WM1 (LINEAR) (décembre 2001) : Odin a observé cette comète en décembre 2001 lors de son passage au plus près de la Terre, puis en mars 2002.
- 153P/2002 C1 (Ikeya-Zhang) : Odin a pu cartographier le signal à 557 GHz de la comète lors de son passage au plus près de la Terre pendant 45 h en avril 2002. Une étude du spectre de la comète a également été faite pour rechercher la raie à 547,676 GHz de l’isotope de l’eau H218O, variation de la molécule d’eau contenant l’isotope 18O.
Pour en savoir plus :
Observations de l’eau dans l’atmosphère Martienne
Les caractéristiques techniques du spectromètre embarqué par Odin le rendaient particulièrement utile à la détection de l’eau, dans les comas de comètes, mais également dans l’atmosphère martienne. Des observations d’Odin en juin et novembre 2003, durant une opposition martienne très favorable, ont permis de mesurer la raie à 557 GHz de l’eau dans l’atmosphère martienne dans une fenêtre de 4 GHz, permettant de voir à la fois le pic de la raie et l’intégralité de ses ailes jusqu’à leur jonction avec le continuum du spectre. Ces mesures ont permis d’obtenir une estimation du profil thermique vertical et de la proportion de l’eau dans l’atmosphère martienne, moyennés sur le disque martien.
L’étude précise que malgré les variations locales échappant à la méthode de mesure, ces travaux ont permis d’affiner les modèles atmosphériques martiens de l’époque. Les bandes spectrales correspondant au monoxyde de carbone et de l’eau contenant l’isotope 18 de l’oxygène ont également été détectées et mesurées durant ces observations.
Pour en savoir plus :
Observations du monoxyde de chlore dans le vortex stratosphérique polaire Arctique
Au niveau des vortex stratosphériques polaires terrestres, le monoxyde de chlore est impliqué dans la destruction des molécules d’ozone, et par conséquent, de la fameuse couche d’ozone qui protège la biosphère terrestre contre le rayonnement ultraviolet du Soleil. L’effet néfaste des molécules contenant du chlore sur la couche d’ozone est connu depuis les années 1980, et les molécules de la famille des ChloroFluoroCarbures (CFC) ont été interdites par le Protocole de Montréal en 1987 au niveau mondial. Depuis les années 1990, les mesures atmosphériques montrent que les « trous dans couche d’ozone » aux pôles se résorbent. C’est dans ce contexte qu’Odin a été utilisé au début des années 2000 pour surveiller cette évolution en mesurant l’abondance du monoxyde de chlore ClO et de son dimère Cl2O2.
La photolyse d’une molécule de Cl2O2 conduit à la destruction de 2 molécules d’ozone O3. Cependant, la décomposition thermale du Cl2O2 en 2 molécules de monoxyde de chlore diminue l’efficacité de cette destruction d’ozone.
C’est pourquoi il était important d’effectuer des mesures d’abondance de ces deux molécules en période nocturne (sans photolyse), pour estimer et comparer la quantité de Cl2O2 fabriqués et détruits (sans destruction d’ozone), autrement dit, caractériser l’efficacité de la production de Cl2O2 dans le vortex polaire nord. Ce savoir a ensuite permis d’estimer l’efficacité de la destruction d’ozone par la photolyse du Cl2O2.
Pour en savoir plus :
Observations de l’évolution du vortex stratosphérique polaire Antarctique
Les phénomènes de destruction d’ozone dans les vortex stratosphériques polaires peuvent varient en intensité en fonction des conditions de pression et de température. Outre le monoxyde de chlore, principal responsable des « trous dans couche d’ozone » au -dessus des pôles terrestres, 3 autres molécules ont un rôle important dans cette destruction d’ozone : l’oxyde nitrique N2O, l’acide nitrique HNO3 et le dioxyde d’azote NO2.
Odin a pu mesurer l’évolution des abondances de ces molécules dans l’atmosphère au-dessus de l’Antarctique avant, pendant et après un épisode de hausse des températures ayant temporairement divisé le vortex polaire sud en deux vortex distincts entre septembre et octobre 2002. Cela a permis, en comparant les mesures d’Odin aux données de simulation avec le modèle REPROBUS, de mieux comprendre les mécanismes complexes de déplétion de l’ozone ainsi que de suivre le processus de réparation de la couche d’ozone, en cours depuis le Protocole de Montréal en 1987 ayant conduit à l’interdiction des ChloroFluoroCarbures (CFC) au niveau mondial.
