Study of the environment of comet 67P/Churyumov-Gerasimenko based on the data of ROSINA/RTOF onboard the Rosetta mission.

Etude de la coma de la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko à l'aide des données de l'instrument ROSINA/RTOF à bord de la mission spatiale Rosetta.

Margaux Hoang (1)

1 IRAP - Institut de recherche en astrophysique et planétologie

The comet 67P/Churyumov-Gerasimenko (67P/C-G) has been investigated by the Rosetta space mission over two years from August 2014 to September 2016. Onboard the spacecraft, the ROSINA experiment included two mass spectrometers (DFMS and RTOF) to detect the composition of neutrals and ions, and a pressure sensor (COPS) to monitor the density and velocity of neutrals in the coma. This thesis details an analysis and discussion of the data of the RTOF instrument during the comet escort phase. We analyse 67P/C-G’s coma over the mission in terms of the main volatiles concentrations (H2O, CO2 and CO) and their ratios. The 2-years-long Rosetta mission allows us to observe the diurnal and seasonal variabilities in the atmosphere of 67P/C-G and strong heterogeneities. This analysis shows that the illumination conditions do not explain all the coma observations, revealing the presence of surface or sub-surface heterogoeneities. Therefore, we use a thermo-physical nucleus model applied to the case of 67P/C-G to investigate the physical processes occurring inside the nucleus and leading to complex coma observations.

La mission spatiale Rosetta a étudié la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko (67P/C-G) pendant deux ans, d’août 2014 à septembre 2016. A bord de la sonde, l’expérience ROSINA était composée de deux spectromètres de masse (DFMS et RTOF) pour étudier la composition des neutres et des ions présents dans la coma, et d’un senseur de pression (COPS) pour mesurer la densité et la vitesse du gaz cométaire. Le travail présenté a pour objectif l’étude de la coma de la comète 67P/C-G grâce à l’analyse et l’interprètation des données de l’instrument RTOF, en particulier des mesures des principaux volatiles (H2O, CO2 et CO) et de leurs abondances relatives. Les mesures récoltées pendant les deux années de mission nous permettent d’étudier les variations diurnes et saisonnières de la coma de 67P/C-G et de mettre en évidence des hétérogénéités spatiales. Cette analyse révèle que les conditions d’illumination n’expliquent pas en totalité les observations et suggère la présence d’hétérogénéités de surface ou sous-surface. Nous appliquons un modèle thermo-physique de noyau cométaire au cas de 67P/C-G pour étudier les processus physiques à l’intérieur du noyau responsable de la complexité des observations de la coma.

Mots clés: Rosetta - comet - coma - 67P/Churyumov-Gerasimenko - volatiles - mass spectrometer

Mots clés: Rosetta - comète - coma - 67P/Churyumov-Gerasimenko - volatiles - spectrométrie de masse

Domaines: Astrophysique [astro-ph]

Margaux Hoang. Study of the environment of comet 67P/Churyumov-Gerasimenko based on the data of ROSINA/RTOF onboard the Rosetta mission.. Astrophysics [astro-ph]. Université toulouse 3 Paul Sabatier, 2018. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-02268406⟩