À propos des comètes

Quelles sont les différentes parties d’une comète ?
Toute comète possède un noyau, une masse centrale stable et poreuse de glace, de gaz et de poussière qui si souvent entre 1 et 10 kilomètres (0,6 à 6 miles) de taille. La glace est composée de quantités variables d’eau, de dioxyde de carbone, d’ammoniac et de méthane. La poussière peut contenir de l’hydrogène, de l’oxygène, du carbone, de l’azote, de la silice et certains métaux. Le noyau peut avoir des traces d’hydrocarbures.

Nucléus de la comète Halley du projet Giotto, Agence spatiale européenne. Notez les jets de gaz s’échappant de la surface. L’image d’astronomie du jour

Lorsque les comètes s’approchent de notre Soleil , elles s’échauffent et la glace commence à se sublimer (passer directement d’un solide à un gaz). Le gaz (vapeur d’eau, monoxyde de carbone, dioxyde de carbone et des traces d’autres substances) et la poussière forment une « atmosphère » autour du noyau appelée « coma ». Les matériaux de la coma sont emportés dans la queue.

Lorsque les comètes se rapprochent du Soleil, elles développent des queues de poussières et de gaz ionisés. Les comètes ont deux queues principales, une queue de poussière et une queue de plasma. La queue de poussière apparaît jaune blanchâtre car elle est constituée de minuscules particules – de la taille de particules de fumée – qui réfléchissent la lumière du soleil. Les queues de poussière mesurent généralement entre 1 et 10 millions de kilomètres (environ 600 000 à 6 millions de miles). La queue de plasma est souvent bleue car elle contient des ions de monoxyde de carbone. La lumière solaire ultraviolette décompose les molécules de gaz, ce qui les fait briller. Les queues de plasma peuvent s’étendre sur des dizaines de millions de kilomètres dans l’espace. Dans de rares cas, elles atteignent 150 millions de kilomètres (presque 100 millions de miles). Une troisième queue de sodium a été observée sur la comète Hale-Bopp.

Les comètes sont enveloppées dans un nuage d’hydrogène large et mince (épars) qui peut s’étendre sur des millions de kilomètres. Cette enveloppe ne peut pas être vue depuis la Terre car sa lumière est absorbée par notre atmosphère, mais elle a été détectée par des engins spatiaux.

Comment sont nommées les comètes ?
Les comètes sont nommées d’après la personne qui a signalé leur découverte en premier. Par exemple, la comète Halley porte le nom d’Edmund Halley, qui a déterminé que les comètes observées en 1531, 1607 et 1682 avaient essentiellement les mêmes orbites et constituaient donc une seule et même comète. Sur la base de ses calculs, il a correctement prédit le retour de la comète en 1758, mais malheureusement, il n’a pas vécu pour voir la comète Halley. Il arrive que plus d’une personne signale une nouvelle comète au même moment. Dans ce cas, les noms sont combinés – comme dans les cas de la comète Hale-Bopp ou de la comète Shoemaker-Levy.

Quelle est la taille des comètes ?
Le noyau d’une comète mesure généralement de 1 à 10 kilomètres (0,6 à 6 miles) de diamètre. La queue, en revanche, peut s’étendre sur des dizaines de millions de kilomètres.

De quoi sont faites les comètes ?
La plupart de nos informations proviennent de l’étude des spectres de différentes comètes. Les scientifiques étudient la lumière réfléchie par les différentes parties d’une comète. Les gaz contiennent différents éléments. Chaque élément (tel que l’hydrogène), molécule (telle que l’eau) ou ion (élément ou molécule chargé électriquement) possède un schéma distinct d’émission ou d’absorption qui peut être déterminé en laboratoire ; ce schéma est appelé son spectre. En faisant correspondre les motifs entre les mesures en laboratoire et les observations de la comète, les scientifiques peuvent déterminer la composition de la comète.

Chaque comète est composée des mêmes ingrédients de base – glace et poussière. Cependant, les comètes varient probablement dans la proportion de glace d’eau et de glace composée d’autres substances, comme le méthane, l’ammoniac et le dioxyde de carbone. Les comètes varient également dans les différents types d’éléments traces et d’hydrocarbures sont présents.

Plusieurs missions spatiales, comme la mission Giotto de l’Agence spatiale européenne, ont exploré les comètes et fourni des images détaillées de leurs surfaces. Quelques missions sont destinées à échantillonner les comètes. Après un rendez-vous réussi avec la comète Wild 2, la mission Stardust de la NASA ramènera des échantillons de poussière et de gaz de comète sur Terre en janvier 2006. La mission Deep Impact de la NASA rencontrera la comète Tempel 1 en juillet 2005 et lâchera un projectile à la surface de la comète pour creuser un trou et exposer une surface fraîche sur le noyau. L’engin spatial recueillera des données sur les émissions de la comète et les transmettra aux scientifiques sur Terre. Même si les données de ces missions ne proviendront que de quelques comètes et pourraient ne pas être représentatives, elles amélioreront grandement notre compréhension de la composition des comètes.

À quoi ressemblent les trajectoires orbitales des comètes ?
Sur la base d’observations de la façon dont les comètes se déplacent dans le ciel, les scientifiques ont déterminé que les comètes voyagent autour de notre Soleil sur des orbites hautement elliptiques (de forme ovale). Le temps qu’il faut pour effectuer une orbite complète est appelé la période d’une comète. Les périodes des comètes vont généralement de quelques années à des millions d’années.

D’où viennent les comètes ?
Les comètes sont divisées en comètes à courte période et comètes à longue période. Les comètes à courte période – comme la comète Halley – tournent autour de notre Soleil sur des orbites qui prennent moins de 200 ans. Leurs trajectoires orbitales sont proches du même plan d’orbite que la Terre et les autres planètes, et elles tournent autour de notre Soleil dans la même direction que les planètes. Sur la base de ces caractéristiques orbitales, on pense que les comètes à courte période proviennent de la ceinture de Kuiper, une région en forme de disque qui s’étend au-delà de Neptune. La ceinture de Kuiper contient de petits corps planétaires glacés, dont seuls quelques-uns ont été imagés. Ce sont les « restes » de la formation du système solaire primitif. Occasionnellement, l’orbite d’un objet de la ceinture de Kuiper sera perturbée par les interactions des planètes géantes de telle sorte qu’il aura une rencontre rapprochée avec Neptune et sera soit projeté hors du système solaire, soit poussé sur une orbite à l’intérieur de notre système solaire.

Les comètes à longue période – comme la comète Hale-Bopp ou la comète Hyakutake – mettent plus de 200 ans à graviter autour de notre Soleil. Leur trajectoire orbitale est aléatoire en termes de direction et de plan d’orbite. D’après les calculs effectués à partir de leurs trajectoires observées, on pense que les comètes à longue période proviennent du nuage de Oort. Le nuage de Oort est une enveloppe sphérique qui pourrait s’étendre sur 30 trillions de kilomètres (environ 20 trillions de miles) au-delà de notre Soleil. Les objets du nuage de Oort n’ont jamais été imagés.

Que se passe-t-il lorsqu’une comète s’approche de notre Soleil ?
Dans les confins froids de notre système solaire, dans la ceinture de Kuiper et le nuage de Oort, les comètes ne sont essentiellement que de petits morceaux de glace et de poussière. Les comètes sont presque invisibles, sauf lorsqu’elles se rapprochent de notre Soleil.

Lorsqu’une comète s’approche de notre Soleil, elle commence à se réchauffer et la glace commence à se sublimer – à passer d’un solide à un gaz sans stade liquide. Une partie de la poussière est laissée derrière lors de la sublimation de la glace. Elle forme une croûte sombre et protectrice à la surface du noyau et ralentit la fonte. À certains endroits, la couche protectrice est plus mince, et des jets de gaz la traversent. Le gaz et la poussière forment le nuage de la coma.

Notre Soleil émet un vent solaire, un flux constant de gaz et de particules (principalement des protons et des électrons) qui s’écoule vers l’extérieur à 350 kilomètres (environ 220 miles) par seconde. La lumière solaire et le vent solaire balaient la poussière et le gaz de la coma pour former des queues de traîne. Comme la lumière et le vent solaire s’écoulent toujours vers l’extérieur de la surface du Soleil, les queues sont toujours dirigées vers l’extérieur du Soleil, quelle que soit la direction dans laquelle la comète se déplace sur son orbite. Cela signifie que les queues peuvent se trouver devant la comète lorsque celle-ci s’éloigne de notre Soleil lors de son retour vers la partie extérieure de son orbite.

Deux queues distinctes se développent – la queue de plasma et la queue de poussière. Les différentes formes et angles des queues sont causés par la façon dont les différentes particules sont affectées par notre Soleil. La queue de plasma, plus fine et plus longue, forme une ligne droite qui s’étend à partir de la comète. Les particules de cette queue ionique sont chargées électriquement et sont poussées loin de notre Soleil par le vent solaire. La queue de poussière, plus courte, est légèrement courbée. Les plus grosses particules de la queue de poussière n’ont pas de charge électrique et ne sont pas affectées par le vent solaire. Au contraire, les particules de poussière se détachant de la comète sont repoussées par la force de la lumière solaire et « traînent » derrière la comète dans son mouvement autour de notre Soleil.

Les queues de comètes deviennent plus longues et plus impressionnantes à mesure que la comète se rapproche de notre Soleil. À mesure que la comète s’approche de notre Soleil, elle devient plus chaude et la matière est libérée plus rapidement, ce qui produit une queue plus grande. Les scientifiques estiment qu’une comète perd entre 0,1 et 1 % de sa masse à chaque fois qu’elle tourne autour de notre Soleil.

Que se passe-t-il lorsque la Terre traverse la trajectoire d’une comète ?
Les pluies de météores se produisent lorsque la Terre traverse la traînée de poussière et de gaz laissée par une comète le long de son orbite elliptique. Les particules entrent dans l’atmosphère terrestre et la plupart d’entre elles s’enflamment dans un spectacle lumineux animé – une pluie de météores. Certaines pluies de météores, comme celles des Perséides en août et des Léonides en novembre, se produisent chaque année lorsque l’orbite de la Terre traverse la traînée de débris laissée par la comète sur son orbite. Les traînées de la comète de Halley sont responsables de la pluie de météores des Orionides. Pour les prochaines pluies de météores et des suggestions d’observation, explorez la liste des pluies de météores de l’année de StarDate.

Pourquoi les scientifiques s’intéressent-ils aux comètes ?
Les scientifiques pensent que les comètes se sont formées avec nos planètes il y a 4,5 milliards d’années, elles contiennent donc des indices importants sur les matériaux et les processus de notre système solaire primitif. Les scientifiques espèrent en apprendre encore plus sur les comètes grâce aux missions de la NASA, comme Stardust et Deep Impact, et à la mission Rosetta de l’Agence spatiale européenne.

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