De quoi sont constituées les comètes ?
Les comètes sont des petits corps du Système solaire qui gravitent autour du Soleil sur des orbites elliptiques.
Leurs noyaux sont sombres, de forme allongée, et ont des tailles de l’ordre du kilomètre à quelques dizaines de kilomètres.
Très peu denses, sans grande cohésion interne, les noyaux cométaires sont très fragiles et peuvent se fractionner ou même éclater complètement.
Les noyaux cométaires sont composés de glaces et de roches. L’eau est le composant majoritaire des glaces, mais on y trouve aussi des éléments plus volatiles comme le monoxyde de carbone, le méthane et l’ammoniac. Les roches contiennent des minéraux et de la matière organique.
Lorsque les comètes s’approchent du Soleil, les glaces se subliment, produisant une atmosphère (appelée chevelure ou coma) et deux queues principales :
- la queue de poussières qui contient les poussières entrainées par les gaz ;
- et une queue de plasma composée d’ions accélérés par le vent solaire.
Les comètes contiennent en leur sein des informations importantes concernant l’origine et la formation du Système solaire. En effet, elles sont les vestiges des petits planétésimaux dont l’agglomération a conduit à la formation des planètes.
Elles ont été reléguées depuis leur formation dans deux réservoirs de comètes :
- le nuage de Oort, nuage sphérique situé à environ 10 000 ua du Soleil ;
- et la ceinture de Kuiper, une population d’objets situés au-delà de l’orbite de Neptune.
Extrait de l’Agenda astronomique 2014, Institut de mécanique céleste et de calcul des éphémérides de l’Observatoire de Paris, EDP sciences, p. 62
Le nuage de Oort
En 1950, l’astronome néerlandais Jan Hendrik Oort observe que la distribution des demi-grands axes des comètes de période supérieure à 200 ans, connues à l’époque, montre au-delà de 10 000 ua une accumulation appelée aujourd’hui pic de Oort (1 ua = distance moyenne Terre-Soleil). Ceci correspond à une énergie orbitale très faible.
Or, lors de leur passage dans la région planétaire du Système solaire, les planètes vont considérablement modifier cette énergie. Ainsi, la plupart de ces comètes vont être éjectées du pic de Oort.
Oort en déduit que ces comètes pénètrent la région planétaire pour la première fois et qu’il doit exister une région, à plus de 10 000 ua du Soleil, qui contient un grand nombre de comètes.
Cette région, qui a pris le nom de nuage de Oort, s’étend jusqu’à près de 200 000 ua du Soleil.
Les comètes de ce nuage deviennent observables sous l’effet gravitationnel des étoiles proches du Soleil et de l’attraction gravitationnelle de la galaxie dans son ensemble.
Afin d’obtenir un taux d’observation qui correspond à celui observé de nos jours, les simulations montrent que le nuage doit contenir près de 1 000 milliards de comètes ! Ce nombre pose encore de gros problèmes pour la formation du nuage de Oort et du Système solaire.
Par ailleurs, l’hypothèse du nuage de Oort ne repose que sur les demi-grands axes des comètes à longue période, mais aucun objet n’a encore été détecté dans ce nuage.
Extrait de l’Agenda astronomique 2014, Institut de mécanique céleste et de calcul des éphémérides de l’Observatoire de Paris, EDP sciences, p. 150
Les orbites de comètes
Alors que les planètes et la majorité des astéroïdes sont caractérisés par des orbites quasi circulaires, les comètes vont se distinguer avec leurs orbites beaucoup plus allongées qui peuvent être des ellipses, des paraboles, voire même des hyperboles.
Ce sont leurs orbites qui vont permettre de classifier les comètes.
En effet, elles sont rangées selon deux grandes catégories :
- les comètes à courtes périodes (période entre deux passages successifs au plus proche du Soleil inférieure à 200 ans) ;
- et les comètes à longues périodes (période supérieure à 200 ans).
Un autre phénomène distingue les comètes des autres corps : elles sont constituées de roche et de glace. À l’approche du Soleil, la glace de surface des noyaux cométaires va se sublimer (passer de l’état solide à l’état gazeux sans passer par la phase liquide). Ce phénomène est appelé « dégazage cométaire » et va produire une force de réaction qui va perturber l’orbite de la comète.
Ces corps, passant parfois près du Soleil, vont aussi subir les effets de la relativité générale et voir leur orbite très légèrement modifiée.
Extrait de l’Agenda astronomique 2014, Institut de mécanique céleste et de calcul des éphémérides de l’Observatoire de Paris, EDP sciences, p. 164
Comètes et étoiles filantes
Les comètes sont connues pour éjecter du gaz (principalement de l’eau) ainsi que des grains (météoroïdes), sous l’effet des radiations du Soleil.
Un essaim météoritique se crée donc dans le sillage de la comète parente, et s’étend sur plusieurs centaines de millions de kilomètres, jusqu’à remplir l’orbite complète.
Les comètes dites de la famille de Jupiter ont la particularité de croiser la planète géante. Lors des rencontres proches, l’attraction gravitationnelle est telle que l’orbite de la comète peut changer radicalement. Par la suite, un nouvel essaim météoritique est généré par la comète, sur une nouvelle orbite.
L’image ci-contre représente la position de l’essaim météoritique éjecté par la comète Churyumov-Gerasimenko avant sa rencontre proche avec Jupiter (en 1957), tel qu’il apparaît en 2014, au moment de la rencontre de la sonde Rosetta avec la comète.
On peut voir que les météoroïdes sont disséminés dans l’ensemble du Système solaire. L’essaim météoritique le plus jeune est visible au voisinage de la comète représentée par un point rouge. Lorsqu’une planète traverse un tel essaim météoritique, on assiste à une pluie de météores.
Extrait de l’Agenda astronomique 2014, Institut de mécanique céleste et de calcul des éphémérides de l’Observatoire de Paris, EDP sciences, p. 48
Dernière modification le 21 décembre 2021
