Comète - Définition

Histoire

Tapisserie de Bayeux

Premières observations

On a retrouvé des traces d'observations de comètes dans des annales chinoises, mais aussi sur des tablettes babyloniennes. Leur nature véritable, ni leur périodicité n'avaient été trouvées avant les travaux effectués par Edmond Halley en 1682. Tycho Brahe montra que les comètes n'étaient pas un phénomène sublunaire comme ceci était couramment pensé à son époque. Puis Edmond Halley émit en 1705 l'hypothèse que les apparitions cométaires de 1531, 1607 et 1682, n'étaient en fait qu'une seule et même comète, dont il prédit l'apparition suivante en 1758 (voir comète de Halley).

John Flamsteed propose en 1680 une relation d'attraction-répulsion entre comètes et le Soleil.

Après d'abord avoir réfuté cette théorie, Isaac Newton prouve dans son oeuvre majeure, Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, que les comètes obéissent aux mêmes lois que les planètes, et possèdent une masse.

Connaissances actuelles

Une comète est un astéroïde de forme irrégulière pouvant atteindre une dizaine de kilomètres de diamètre, elle est constituée de glace et de poussière. Les comètes étaient vues à l'origine comme un halo lumineux qui apparaissait épisodiquement dans le ciel, et qui était interprété, selon son aspect et la période historique, comme un signe de bon ou mauvais augure. En fait, elles ne deviennent visibles que quand elles se rapprochent du Soleil, l'action de ce dernier provoque des émissions de gaz et de poussières qui réfléchissent la lumière solaire.

Les premiers résultats obtenus par la mission Stardust ont considérablement modifié les hypothèses concernant la formation des comètes. En effet les grains prélevés dans la coma de la comète Wild 2 par cette mission et ramenés sur Terre contiennent de l'olivine, matériau qui ne peut être synthétisé qu'à de très hautes températures (1 300 K). On est donc amené à penser que les noyaux de comètes ont été formés à proximité du Soleil et ont par la suite été éjectés vers le Nuage d'Oort. Pourtant les premières interprétations données de l'analyse des grains rapportés par Stardust doivent être prises avec circonspection : on soupçonne des interactions entre le matériau qui les contenaient (aérogel) avec l'atmosphère terrestre.

Notamment du fait des expériences spatiales, l'étude scientifique des comètes au XX^e siècle a révélé leur vraie nature.

La récupération in situ n'est pas l'unique moyen de récupérer de la matière cométaire. La Terre traverse continuellement divers nuages de poussières stellaires et notamment de la matière cométaire lorsque l'orbite de la Terre coïncide avec le sillage d'une comète. C'est ainsi que depuis 1982, la NASA récupère à l'aide d'avion pouvant voler à haute altitude de la poussière cométaire.

Orbites

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.

Les comètes rasantes se caractérisent par un périhélie extrêmement proche du Soleil, parfois à quelques milliers de kilomètres seulement de la surface de celui-ci. Alors que les petites comètes rasantes peuvent complètement s'évaporer lors d'un tel passage, celles de plus grandes tailles peuvent survivre à plusieurs passages au périhélie. Cependant, l'importante évaporation et les forces de marée entraînent souvent leur fragmentation.

Modification des éléments orbitaux

Lorsqu'une comète passe à proximité des grosses planètes (essentiellement Jupiter), elle subit des perturbations gravitationnelles qui peuvent modifier certains de ses éléments orbitaux. C'est ainsi que la comète Shoemaker-Levy a percuté Jupiter en 1994 parce que lors de son précédent passage, cette comète était passée suffisamment près de cette planète pour qu'à la fois son orbite soit modifiée et son noyau décomposé en une multitude d'éléments répartis le long de l'orbite.

Les éléments orbitaux d'une comète peuvent aussi être modifiés de manière non prévisible par l'activité du noyau (perturbations non gravitationnelles).

Pour ces raisons les éléments orbitaux d'une comète ne sont jamais définitifs et doivent être recalculés lors de chaque passage (dans le cas des comètes à courte période).

Paramètres de quelques comètes

Voici quelques-uns des paramètres de quelques comètes connues.

Comètes et étoiles filantes

Les essaims d'étoiles filantes (par exemple : Perséides, Orionides, Géminides) sont associés à des comètes. Les poussières perdues par une comète lors d'un passage se répartissent le long de l'orbite de celle-ci en formant une sorte de vaste nuage. S'il advient que la Terre, dans son mouvement orbital annuel, traverse un tel nuage, on assiste alors à une pluie d'étoiles filantes plus ou moins dense suivant l'activité et la nature de la comète. Ces « étoiles filantes », qui n'en sont donc pas, semblent provenir d'une même direction du ciel (le radiant), un peu comme lorsqu'on est dans un tunnel rectiligne et que l'on a l'impression que les bords de celui-ci convergent vers un même point. Le radian porte le nom de la constellation de laquelle semblent provenir les étoiles filantes.

Les poussières cométaires, lorsqu'elles pénètrent dans la haute atmosphère de la Terre s'échauffent et s'ionisent, produisant la traînée lumineuse que l'on connaît.

On peut associer les essaims d'étoiles filantes à des comètes (qu'elles peuvent réensemencer en poussières lors d'un passage) ou à d'anciennes comètes. Ainsi, le célèbre essaim des Perséides (maximum d'intensité le 12 août) est associé à la comète Swift-Tuttle.