comète

Imaginez un petit noyau de quelques kilomètres, fait de glaces mêlées à des poussières, qui voyage dans le système solaire. À l'approche du Soleil, sa surface se réchauffe. Une partie des glaces passe directement à l'état gazeux : c'est la sublimation. Les gaz entraînent des poussières et créent une enveloppe floue autour du noyau, la coma.

Le vent solaire entraîne surtout les particules ionisées, tandis que la pression du rayonnement solaire agit sur les poussières. Les queues ainsi formées s'étendent généralement du côté opposé au Soleil : la queue ionique est plus rectiligne, alors que celle de poussières peut être incurvée. Leur orientation ne permet donc pas, à elle seule, de déduire le sens du déplacement de la comète.

Une comète est un petit corps du système solaire. Sa partie solide est un noyau dont le diamètre est souvent de l'ordre de quelques kilomètres, mais peut varier considérablement, constitué de poussières et de glaces, notamment d'eau, de dioxyde de carbone et de méthane. Ce noyau existe indépendamment des manifestations diffuses qui apparaissent lorsqu'il reçoit davantage de chaleur solaire.

À l'approche du Soleil, une partie des glaces se sublime : elle passe de l'état solide à l'état gazeux. Les gaz libérés emportent des poussières et forment autour du noyau une enveloppe diffuse appelée chevelure, ou coma. Le vent solaire entraîne les particules ionisées dans une queue généralement dirigée à l'opposé du Soleil, tandis que la pression du rayonnement solaire agit sur les poussières et produit une queue souvent incurvée. Ces queues peuvent s'étendre sur des millions de kilomètres. Leur orientation générale dépend donc de la position du Soleil, mais leur forme précise varie selon les particules et leur dynamique.

Dans l'approximation képlérienne à deux corps, la trajectoire peut être décrite comme elliptique, parabolique ou hyperbolique. Une orbite elliptique est liée et ramène périodiquement la comète ; sa révolution peut durer de quelques années à plusieurs millénaires. Une trajectoire parabolique ou hyperbolique est une trajectoire d'échappement, non une révolution périodique : il ne faut donc pas lui attribuer une période de retour.

Considérons une comète qui se rapproche du Soleil. Les données observées sont les suivantes : un noyau solide de quelques kilomètres ; des glaces d'eau, de dioxyde de carbone et de méthane mêlées à des poussières ; une source de chaleur, le Soleil.

1. Repérer le noyau : il demeure la partie solide de la comète.
2. Suivre le réchauffement : une partie des glaces se sublime et libère gaz et poussières.
3. Identifier la coma : cette enveloppe diffuse entoure le noyau.
4. Examiner la matière repoussée : le vent solaire agit surtout sur les ions, tandis que la pression du rayonnement solaire agit sur les poussières.
5. Contrôler l'orientation : les queues s'étendent généralement du côté opposé au Soleil, mais leur géométrie diffère selon leur nature et la dynamique des particules.

Le contrôle est directement refaisable sur un schéma : tracez la direction qui va du Soleil vers la comète. En première approximation, son prolongement au-delà du noyau indique le côté général où les queues se développent ; la queue de poussières peut toutefois être incurvée et s'écarter de cet axe.

Pour lire une image de comète, commencez par distinguer le point central solide de l'enveloppe diffuse. Le noyau est le corps matériel ; la coma est la matière libérée qui l'entoure.

Pour interpréter une queue, repérez d'abord le Soleil. Elle indique généralement le côté opposé au Soleil, pas nécessairement la direction d'où vient la comète. Sa forme précise dépend de sa nature : la queue ionique est plus rectiligne, tandis que la queue de poussières peut être incurvée. Cette règle évite de lire la queue comme une traînée ordinaire.

Pour parler du retour d'une comète, vérifiez la forme de sa trajectoire. Une période de révolution convient à une orbite elliptique ; pour une trajectoire parabolique ou hyperbolique, parlez d'un passage plutôt que d'un retour périodique.

Noyau et coma. Le noyau est la partie solide, faite de glaces et de poussières. La coma est l'enveloppe diffuse de gaz et de poussières qui se forme autour de lui lorsque les glaces se subliment.

Coma et queue. La coma entoure le noyau, tandis que la queue s'étend derrière cette enveloppe, du côté opposé au Soleil. La position par rapport au noyau permet donc de les distinguer.

Queue et trajectoire. La queue révèle l'action du vent solaire et du rayonnement sur la matière libérée. Elle ne dessine pas l'orbite et ne permet pas, à elle seule, de savoir si celle-ci est elliptique, parabolique ou hyperbolique.

Une queue n'est pas permanente. Le plus souvent, la coma et les queues apparaissent lorsque l'approche du Soleil apporte assez d'énergie pour provoquer la sublimation de certains volatils. Le déclenchement et l'intensité de cette activité dépendent de la nature des volatils et de la distance au Soleil. Il ne faut pas décrire le noyau comme s'il portait toujours la même enveloppe diffuse.

Le nombre de queues n'est pas un critère d'identité. La source admet une ou deux queues, pouvant s'étendre sur des millions de kilomètres. Il faut décrire ce qui est observé sans transformer ce nombre en définition universelle de la comète.

Toute trajectoire n'a pas de période. Le retour après quelques années ou plusieurs millénaires concerne les orbites elliptiques. Une trajectoire parabolique ou hyperbolique ne correspond pas à une révolution périodique ; parler d'une période de retour serait alors trompeur.

Longueur visible et taille du noyau ne se comparent pas directement. Le diamètre du noyau est souvent de l'ordre de quelques kilomètres, mais il peut varier considérablement, alors que les queues peuvent atteindre des millions de kilomètres. Cette différence d'échelle vient de la matière dispersée, non d'un noyau immense.

L'étude des comètes conduit à distinguer le corps solide, son activité près du Soleil et la forme globale de sa trajectoire. Ces trois échelles relient la composition de l'objet, les effets du rayonnement et la dynamique du système solaire.

La stabilité du Système solaire — Pour prolonger l'étude des trajectoires par la question de la stabilité dynamique du système auquel les comètes appartiennent.