Une étude, dont les résultats intitulés «Neutral Na in cometary tails as a remnant of early aqueous alteration» ont été publiés dans la revue The Astrophysical Journal Letters, a conduit à la présentation d'un scénario nouveau, purement chimique, pour expliquer comment du sodium neutre est éjecté du noyau d'une comète ou des grains cométaires composés d’une large proportion de glace d’eau alors que l'on sait qu'il n’est pas stable dans l’eau liquide.

En 1997, l'observation de la comète Hale-Bopp, «véritable boule de roches et de glaces», a permis de découvrir «une nouvelle queue reliée à l’émission de la raie D du sodium neutre». Cette queue de sodium neutre «est complètement différente des queues d’ions et de poussières déjà connues».

Ainsi, la question se pose de savoir comment le sodium neutre est «éjecté du noyau de la comète ou des grains cométaires composés d’une large proportion de glace d’eau alors que l'on sait qu'il n’est pas stable dans l’eau liquide».

Jusqu'à présent, «plusieurs mécanismes s’appuyant sur des chocs entre les particules de poussière et la pression de radiation du vent solaire ont été proposés».

Dans le cadre de l'étude ici présentée, un scénario totalement différent, basé sur un processus chimique, est décrit. Il suit le cheminement chimique «du sodium piégé sous forme ionique dans les matériaux réfractaires au cours de la condensation de la nébuleuse protosolaire» jusqu’à la transformation de cet ion sodium en atome neutre «au moment de la sublimation de la glace cométaire».

Ce sont des «calculs d’équilibres thermochimiques» qui font apparaître que le sodium est d’abord piégé dans les roches au cours du refroidissement de la nébuleuse protosolaire». Ensuite, «les corps parents des comètes, composés initialement d’un conglomérat de roches et de glaces, subissent une altération significative due à la chaleur dégagée par la désintégration des éléments radioactifs de courtes périodes».

Il en résulte «un lessivage des roches par l’eau ainsi formée avec transfert du sodium dans la phase aqueuse sous forme d'ion Na+» de sorte que lorsque la glace se reforme, «l’ion sodium se retrouve dispersé dans des cages d’eau au sein du système cristallin».

Alors, «les calculs de chimie quantique montrent que ce sodium retrouve progressivement une forme neutre au fur et à mesure que la sublimation des couches supérieures de la glace le rapproche de la surface». Il en découle qu'à la fin du processus, la couche superficielle est effectivement vaporisée, «emportant avec elle le sodium sous forme neutre».