Les comètes

Les premiers pas dans l’étude des comètes furent accomplis par l’astronome anglais Edmond Halley.

Notant une certaine similarité entre les apparitions cométaires qui se produisirent en 1531, 1607 et 1682, il émit l’hypothèse que ces divers passages étaient le fait d’un seul et même corps céleste. Il utilisa les lois récemment établies par Isaac Newton pour calculer l’orbite de cet objet et fut en mesure de prédire son retour en 1758, ce qui se produisit comme prévu.

La comète de Halley révélait ainsi sa vraie nature : un corps se déplaçant sur une orbite très aplatie, qui passe le gros de son temps aux confins du système solaire, mais qui revient périodiquement visiter le Soleil et n’est visible depuis la Terre qu’à ce moment là.

Neat

Une image de la comète Neat prise en 2004 depuis l’observatoire de Kitt Peak. On aperçoit clairement le noyau, la chevelure et la partie la plus proche de la queue. Crédit : WIYN/NOAO/AURA/NSF

Les comètes sont des petits corps de quelques kilomètres de diamètre, composés pour les trois quarts de glaces, principalement de la glace d’eau, et pour le reste de poussières riches en carbone.

Du fait de leur longue orbite, ces objets passent le plus clair de leur temps dans des régions éloignées du Soleil, au-delà de Neptune et de Pluton. Ils sont donc très froids et sous forme solide.

Le passage autour du Soleil

C’est lors de son passage périodique autour du Soleil que se produisent les phénomènes qui font resplendir une comète. En effet, lorsqu’elle arrive dans le système solaire interne, la glace à la surface de son noyau s’échauffe sous l’effet du rayonnement solaire.

En s’échauffant, la glace se vaporise et entraîne avec elle les particules de poussières. Apparaît alors autour du noyau, une enveloppe diffuse de gaz et de poussières, appelée la chevelure de la comète, dont la taille peut atteindre jusqu’à 100 000 kilomètres et qui continue à grandir à l’approche du Soleil.

Cette enveloppe est très lumineuse du fait de la fluorescence de ses gaz ainsi que de la réflexion de la lumière solaire par ses poussières.

Tempel 1

Le noyau de la comète Tempel 1, photographié le 4 juillet 2005 par la sonde Deep Impact, 67 secondes après l’impact du projectile de 370 kilos lancé par la sonde. L’objectif de la collision était de permettre l’analyse de la matière à l’intérieur de la comète plutôt qu’à sa surface. La composition interne de la comète n’a probablement guère changé depuis sa naissance, et devrait donc nous aider à mieux comprendre les conditions de la naissance du système solaire il y a 4,6 milliards d’années. Crédit : NASA/JPL-Caltech/UMD

La queue de la comète

Lorsque la comète continue à se rapprocher du Soleil, un phénomène encore plus impressionnant se produit.

Le vent solaire et la pression de radiation de notre étoile étirent encore cette chevelure et lui donnent une forme allongée et une longueur prodigieuse, des millions de kilomètres, voire parfois une unité astronomique (la distance Terre-Soleil).

Ainsi apparaît ce que l’on appelle la queue de la comète, peut être le phénomène astronomique le plus impressionnant à l’oeil nu.

Autour de cette queue se trouve une énorme enveloppe invisible d’hydrogène qui provient de réactions chimiques entre photons solaires et molécules d’eau ayant échappé au noyau.

Notons que la plupart du temps, il y a en fait deux queues, l’une droite, l’autre courbée. Ces deux queues sont formées d’éléments différents.

La première queue est formée des poussières qui sont repoussées par la pression de radiation des photons solaires. Ce processus est relativement lent, l’éjection suit par conséquent le mouvement de la comète et la queue s’en trouve courbée.

La deuxième queue est formée des ions balayés par le vent solaire. Dans ce cas, le processus est violent et rapide car les ions sont très légers, la queue est donc droite et pointe dans la direction opposée au Soleil.

Wild 2

Le noyau de la comète Wild 2 photographié d’une distance de 500 kilomètres lors du survol par la sonde américaine Stardust le 2 janvier 2004. Cette sonde a profité du survol pour collecter des particules microscopiques de la comète et renvoyer sur Terre une capsule pour analyse. Le contenu de la capsule arrivé en janvier 2006 va nous aider à mieux comprendre les comètes et l’histoire de la formation du système solaire. Crédit : NASA/JPL

La comète la plus connue est bien sûr celle de Halley, qui nous rend visite tous les 76 ans et dont l’apparition fut déjà notée en 240 avant notre ère.

Son dernier passage date de 1986. Elle fut survolée à l’époque par cinq sondes spatiales qui nous ont renvoyé une multitude de données sur le noyau, la chevelure et la queue.

Le passage le plus rapproché, à 600 kilomètres du noyau, fut réalisé par la sonde européenne Giotto. Cette dernière réussit à prendre des images du noyau, révélant un corps très sombre en forme de patate, de dimension 16 par 8 kilomètres.

La sonde put aussi mettre en évidence les zones d’émission de jets de poussières sur la face éclairée par le Soleil.