Comète

Hale Bopp en 1997

En astronomie, une comète est un petit astre brillant constitué de glace et de poussière du système solaire, dont l'orbite a généralement la forme d'une ellipse très allongée, et souvent accompagné d'une longue traînée lumineuse due à l'interaction à vitesse élevée entre la comète au voisinage du Soleil et diverses forces émanant du Soleil : vent solaire, pression de radiation et gravitation.

Le mot comète vient du grec « komêtês » (Κομήτης) qui signifie chevelu ; il est dû à l'immense queue faite de gaz et de poussières d'environ 30 à 80 millions de kilomètres.

Le nom d'une comète [modifier]

Mise à part la comète de Halley, ou celle de Encke, le nom d'une comète est attribué officiellement par une commission de l'Union Astronomique Internationale (UAI, IAU en anglais), dont le siège est à Washington. Certaines comètes historiques ne comportent pas de nom : ainsi parle-t-on de la grande comète de 1843.

Premier procédé [modifier]

Les noms du ou des deux premiers observateurs d'une nouvelle comète lui sont attribués officiellement ; ainsi on parle de la comète Hale-Bopp, découverte en juillet 1995 par Allan Hale et Thomas Bopp.

Ce procédé comporte des inconvénients, notamment depuis la découverte de nombreuses comètes par des sondes spatiales : le programme LINEAR en a découvert plusieurs dizaines, et la sonde SoHO plusieurs centaines.

Procédé intermédiaire [modifier]

Avant 1995, une nouvelle comète possédait souvent une double dénomination. La première, provisoire, en attente de la dénomination définitive. Deux ans après sa découverte, le nom définitif lui était attribué selon les critères suivants : l'année du passage au périhélie, suivie d'un numéro d'ordre noté en chiffres romains indiquant sa place à l'intérieur de l'année en question (exemple : 1994 IV). Ce procédé comportait aussi de nombreux inconvénients (notamment pour les comètes à courte période). Pour les comètes à courte période, on mettait un numéro d'ordre devant le P/ : comète 19P/Borrelly.

Nouveau procédé [modifier]

Depuis le 1^er janvier 1995, le nom officiel d'une nouvelle comète comporte en sus d'autres indications.

Ainsi le nom officiel de la comète Hale-Bopp est C/1995 O1 :

• C/ indique qu'il s'agit d'une comète à longue période (éventuellement non périodique) ; on mettra P/ pour une comète à courte période, ou D/ pour une comète disparue ;
• 1995 indique que la comète a été découverte en 1995 ;
• O indique qu'elle a été découverte au cours de la deuxième quinzaine de juillet (chaque lettre de l'alphabet, excepté I et Z, correspond à un demi-mois) ;
• 1 indique enfin qu'il s'agit de la première comète découverte au cours de cette période.

Dénombrement [modifier]

On connaît à l'heure actuelle plus de 2 000 comètes qui ont été répertoriées.

L'une des comètes les plus célèbres est la comète de Halley, qui réapparaît tous les 75 ou 76 ans.

Autres comètes célèbres :

• comète McNaught (C/2006 P1) La toute dernière très brillante
• comète Hale-Bopp (C/1995 O1)
• comète Hyakutake (C/1996 B2)
• comète Shoemaker-Levy 9 (D/1993 F2), détruite par collision avec Jupiter en juillet 1994
• comète 109P/Swift-Tuttle
• comète 55P/Tempel-Tuttle
• comète 19P/Borrelly, visitée par la sonde Deep Space 1
• comète 9P/Tempel, percutée et photographiée par la sonde Deep Impact
• comète Wild 2, survolée par la sonde Stardust

Comètes retenues pour être survolées par des sondes spatiales :

• comète 67P/Churyumov-Gerasimenko, sera visitée par la sonde Rosetta
• Hartley 2 sera visitée par la sonde Deep Impact

Description [modifier]

Une comète se compose essentiellement de trois parties : le noyau, la chevelure et les queues. Le noyau et la chevelure constituent la tête de la comète.

Lors du dernier passage de la comète de Halley en 1986, 6 sondes spatiales (ICE, Vega-1, Vega-2, Sakigake, Suisei et Giotto) ont frôlé la comète et enregistré des données et des images précieuses pour notre connaissance des comètes.

Le noyau [modifier]

L'hypothèse de constitution du noyau la plus communément admise et confirmée par les récentes expériences spatiales, est qu'il serait un corps solide constitué de glaces (eau, monoxyde de carbone, dioxyde de carbone) et de matières météoritiques agglomérées (modèle dit de la « boule de neige sale » proposé par Fred Whipple). Ces glaces se subliment sous l'action du rayonnement solaire et donnent naissance à la chevelure, puis aux queues.

Le diamètre du noyau (non sphérique) est estimé entre quelques centaines de mètres et quelques dizaines de kilomètres.

La plus grande dimension du noyau de la comète de Halley, de forme oblongue, est d'environ 15 km ; le volume de son noyau a été estimé à 500 km³, pour une masse de 10¹⁴ kg, ce qui correspond à une masse volumique moyenne de 200 kg/m³.

La chevelure [modifier]

La chevelure, ou coma, est constituée d'atomes, de gaz et de poussières issus du noyau de la comète et libérés sous forme de jets de gaz. Très rapidement le rayonnement ultraviolet émanant du Soleil casse les atomes et les molécules (phénomène d'ionisation). La brillance de la chevelure est plus forte à proximité du noyau.

Son diamètre est généralement compris entre 50 000 et 250 000 km, avec des limites extrêmes de 15 000 et 1 800 000 km. La chevelure s'identifie fréquemment avec la tête de la comète, étant donné le faible diamètre relatif du noyau.

Les analyses du gaz de la chevelure de la comète de Halley indiquent que celle-ci contient 80 % d'eau, 10 % de monoxyde de carbone, 3 % de dioxyde de carbone, 2 % de méthane, moins de 1,5 % d'ammoniac et 0,1 % d'acide cyanhydrique.

Les queues [modifier]

Une comète importante possède en général deux queues visibles :

• Une queue constituée d'un plasma, rectiligne et se maintenant à l'opposé du Soleil (comme une ombre), poussée à haute vitesse (de l'ordre de 500 km/s) par le vent solaire ; les changements de polarité du vent solaire produisent des ruptures dans la queue de plasma qui se reconstitue dans les heures qui suivent.

Halley le 14 avril 1986

• Une queue plus large constituée de poussières poussées par la pression de radiation solaire, et incurvée dans le plan de l'orbite. Grâce aux travaux de Michael Finson et Ronald Probstein (1968), qui ont mis en œuvre les hypothèses de Fiodor Bredikhine (1885) qui faisaient elles-mêmes suite à celles de Bessel, on peut modéliser la queue de poussières. Les trajectoires (kepleriennes) des grains peuvent ainsi être analysées en fonction de la durée d'émission (synchrones) ou en fonction de leur taille (syndynes).

• Une troisième enveloppe, invisible avec des instruments optiques, mais décelée grâce à la radioastronomie, est la queue d'hydrogène qui s'étend sur des dimensions considérables.

Certaines comètes (Arend-Roland, en avril 1957) présentaient une « anti-queue » que l'on peut expliquer. Il s'agit d'une partie de la queue de poussières (proche du noyau) constituée de gros grains qui, par effet de perspective lorsque la Terre traverse le plan de l'orbite cométaire, semble pointer vers le Soleil.

Leurs dimensions sont considérables : des longueurs de 30 à 80 gigamètres (milliards de mètres) sont relativement fréquentes.

Orbites [modifier]

Les orbites des comètes sont définies à l'aide de six paramètres (éléments orbitaux) : T (la période), ω (argument de latitude du périhélie), Ω (longitude du nœud ascendant), i (inclinaison), q (distance périhélique), e (excentricité). Lorsqu'on découvre une nouvelle comète, après au moins trois observations distinctes, on modélise une première orbite en prenant e = 1 (on suppose l'orbite parabolique). Puis, lorsque les observations se précisent, on cherche la meilleure orbite osculatrice en affinant la valeur de l'excentricité e.

La majorité des comètes répertoriées ont une orbite elliptique, et gravitent autour du Soleil : ce sont les comètes périodiques.

Les comètes sont dites conventionnellement à courte période quand leur période est inférieure à 200 ans. Elles seraient originaires de la ceinture de Kuiper.

Les comètes dont la période est supérieure à 200 ans sont supposées provenir du système solaire externe (Ceinture intermédiaire, Nuage de Hills ou nuage d'Oort).

Les comètes attachées au système solaire ont une orbite dont l'excentricité est inférieure à 1 (orbites elliptiques, donc comètes périodiques). Il existe quelques rares cas de comètes dont l'excentricité est supérieure à 1 (orbites hyperboliques, donc comètes non périodiques) : soit il s'agit de comètes provenant de l'extérieur du système solaire, soit il s'agit de comètes dont l'orbite a subi des perturbations telles qu'elles vont sortir du système solaire.