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Glace amorphe compacte et pulvérisation

publié le , mis à jour le

Dans l’espace, la glace au cœur des comètes ou celle qui enrobe les grains de poussières interstellaires est majoritairement observée sous une forme amorphe et compacte. Des chercheurs de l’Iramis montrent que l’irradiation par les ions lourds de très grande énergie, même très minoritaires dans le rayonnement cosmique, est très efficace pour transformer la glace fraîche et cristallisée en glace amorphe et dense.

Sur Terre, les couches de neige fraîche se transforment lentement en glace compacte, sous l’influence du vent, des variations de température ou de l’humidité. Mais dans l’espace interplanétaire, l’eau gelée sur les satellites planétaires et les comètes reste-t-elle éternellement une neige ou glace fraîche ?

Pour connaître l’influence de l’impact des ions lourds, une fine couche de glace refroidie à quelques kelvins a été soumise à des flux variés, produits par le Ganil. Les effets de l’irradiation – l’évolution structurale de la glace ainsi que le nombre de molécules d’eau relâchées par pulvérisation – ont été étudiés par spectrométrie infrarouge. Quel que soit son état initial, la glace évolue vers un état amorphe et compact. Près de dix mille molécules sont « éjectées » à chaque impact ionique.

Ces travaux du Cimap/Iramis ont été menés en collaboration avec le Ganil (Caen), l’Institut d’astrophysique spatiale (Orsay), l’Institut de physique nucléaire d’Orsay et l’Université catholique de Rio de Janeiro.

Contact :Hermann Rothard, Philippe Boduch

Réf. : Heavy ion irradiation of crystalline water ice - Cosmic ray amorphisation cross-section and sputtering yield E. Dartois, B. Augé, P. Boduch, R. Brunetto, M. Chabot, A. Domaracka, J. J. Ding, O. Kamalou, X. Y. Lv, H. Rothard, E. F. da Silveira and J. C.