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Les comètes

Missions spatiales vers les comètes

Nom d’une comète

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.

Depuis le 1er janvier 1995, le nom officiel d’une nouvelle comète comporte d’autres indications.
Ainsi le nom de la comète Bradfield est C/2004 F 4 :

• 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.
• 2004 indique l’année de sa découverte.
• F indique qu’elle a été découverte au cours de la deuxième quinzaine de mars (chaque lettre de l’alphabet, excepté I, correspond à un demi-mois).
• 4 indique enfin qu’il s’agit de la quatrième comète découverte au cours de cette période.

Description

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

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 x 10¹¹ kg, ce qui correspond à une masse volumique de 200 kg/m³.

La chevelure

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

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.
• 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 Theodor Bredichin (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 millions de kilomètres sont relativement fréquentes.

Orbites

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 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.

Quelques comètes

Crédits photographiques : IMCCE / JPL / NASA - Autres : SAR