Comète Hale-Bopp - Définition
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Résultats scientifiques
La comète Hale-Bopp a été observé intensément par les astronomes pendant son passage au périhélie, et diverses avancées importantes en science des comètes ont pu résulter de ces observations.
La poussière
Le taux de production de poussière de la comète était très élevé (jusqu'à 2×106 kg/s, ce qui a pu rendre la chevelure interne optiquement épaisse. Sur la base de la haute température des grains de poussière, de l'albédo élevé et de la forte émision des silicates dans la bande des 10 µm, les observateurs ont conclu que les grains de poussière sont plus petits que ceux observés dans toute autre comète. Il faut aussi noter que la comète Hale-Bopp a montré la polarisation linéaire la plus élevée mesurée jusqu'à présent pour une comète. Cette polarisation est due à la diffusion du rayonnement solaire par les particules de poussière de la chevelure, et elle dépend de la nature des grains. Cela confirme que les grains de poussière de la chevelure de la comète Hale-Bopp sont plus petits que ceux détectés dans toute autre comète.
La queue de sodium
Une des découvertes les plus remarquables a été celle du troisième type de queue de la comète. En plus des queues bien connues de gaz et de poussière, Hale-Bopp a montré une légère queue de sodium, uniquement visible avec des instruments puissants munis de filtres appropriés. L'émission de sodium avait déjà été observée par d'autres comètes, mais n'avait pas été identifiée avec une queue. La queue de sodium de Hale-Bopp est composée d'atomes neutres (pas des ions), et avait une longueur de quelque 50×106 km.
La source du sodium semble être la chevelure interne, pas forcément le noyau. Il y a plusieurs moyens envisageables pour engendrer des atomes de sodium : collisions entre les grains de poussière, sputtering du sodium par la lumière ultraviolette. Le mécanisme majoritairement responsable pour la création de la queue de sodium de Hale-Bopp n'est pas établi, et d'ailleurs les parties étroite et diffuse de la queue peuvent avoir des origines différentes.
Alors que la queue de poussière de la comète suit sensiblement l'itinéraire de l'orbite de la comète, et la queue de gaz pointe directement à l'opposé du Soleil, il semble que la queue de sodium se trouve entre les deux. Ceci implique que les atomes de sodium sont expulsés de la tête de la comète par la pression de radiation.
Abondance du deutérium
L'abondance de deutérium dans la comète Hale-Bopp, sous forme d'eau lourde a été trouvée double de celle des océans terrestres. En supposant que l'abondance en deutérium dans Hale-Bopp soit typique de toutes les comètes, ceci indique que les impacts de comètes, sources d'une partie importante de l'eau sur Terre, ne peuvent pas en être la seule source.
Le deutérium a été aussi détecté dans de nombreux autres composés hydrogénés de la comète. Le rapport du deutérium à l'hydrogène léger varie d'un composé à l'autre. Ceci pourrait suggérer que les glaces de la comète ont été formées dans les nuages interstellaires, plutôt que dans la nébuleuse solaire. La modélisation théorique de la formation de glace dans les nuages interstellaires suggère que la comète Hale-Bopp s'est formée à des températures de 25 à 45 K.
Composés organiques
Les observations spectroscopiques de Hale-Bopp ont révélé la présence de nombreux composés organiques, dont certains n'avaient jamais été détectés sur des comètes précédemment. Ces molécules complexes peuvent exister au sein du noyau de la comète, ou peuvent être synthétisées par des réactions dans la comète. Comme dans la comète Hyakutake en 1996, on a notamment décelé des traces d'acide isocyanique (HN=C=O) dans Hale-Bopp en 1997.
Détection d'argon
Hale-Bopp est la première comète où l'argon, gaz noble, a été détecté. Les gaz nobles sont chimiquement inertes et hautement volatils, et puisque les différents gaz nobles ont des températures de sublimation différentes, ils peuvent être utilisés pour tester les histoires thermiques de leur substrat, ici, les glaces cométaires. Le krypton a une température de sublimation de 16 à 20 K et a été trouvé plus de 25 fois plus rare que dans le Soleil, tandis que l'argon, avec sa température de sublimation supérieure, a été enrichi par rapport à son abondance dans le Soleil. Ensemble, ces observations indiquent que l'intérieur de Hale-Bopp a toujours été plus froid que 35 à 40 K, mais a été, à un certain moment, plus chaud que 20 K. À moins que la nébuleuse solaire ait été bien plus froide et plus riche en argon qu'on ne le suppose généralement, ceci suggère que la comète a été formée au-delà de Neptune, dans la région de la ceinture de Kuiper, puis a migré vers l'extérieur vers le nuage d'Oort.
Rotation
L'activité et le dégazage de la comète Hale-Bopp n'étaient pas répartis uniformément sur le noyau, mais provenaient plutôt de quelques jets isolés. L'observation des matières provenant de ces jets a permis aux observateurs de mesurer la période de rotation de la comète, qui s'est trouvée égale à environ 11 h 46 min. Superposées à cette rotation, on a constaté plusieurs variations périodiques sur plusieurs jours, ce qui implique que la comète tournait autour de plus d'un seul axe.
Querelle sur les deux noyaux
En 1999, un papier a été publié, qui exprimait l'hypothèse de l'existence d'un noyau binaire, pour rendre pleinement compte de l'aspect de l'émission de poussière par Hale-Bopp. Ce papier était basé sur une analyse théorique, et ne prétendait pas à la détection observationnelle du noyau satellite proposé. Il estimait qu'il avait un diamètre d'environ 30 km, celui du noyau principal étant d'environ 70 km, et qu'il orbitait à une distance de 180 km en environ 3 jours.
Les résultats de ce papier ont été critiqués par les observateurs, car même avec le télescope Hubble, les images de la comète ne révélaient aucune trace d'un noyau double. Également, alors que l'on a observé précédemment des comètes qui se brisaient, on n'a jamais observé de noyau binaire stable. Étant donnée la masse très petite des noyaux de comète, l'orbite d'un noyau binaire serait facilement brisée par la gravité du Soleil et des autres planètes.
Des observations utilisant en optique adaptative en fin de 1997 et début de 1998 ont été déclarées comme montrant un double pic de brillance dans le noyau. Cependant la controverse sur la question de savoir si ce genre d'observations ne peuvent être expliquées que par un noyau binaire continue.
