Comète - Définition et Explications

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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 (Edmond (ou Edmund) Halley (29 octobre 1656, Haggerston, borough de Hackney à Londres...) en 1682. Tycho Brahe (Tycho Brahe (Tyge Ottesen Brahe), dit Le noble Danois ou L’homme au nez d’or...) 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 (En astronomie, une comète est un petit astre brillant constitué de glace et de...), 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 (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile...).

Après d'abord avoir réfuté cette théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer,...), Isaac Newton (Isaac Newton (4 janvier 1643 G – 31 mars 1727 G, ou 25 décembre...) prouve dans son oeuvre majeure, Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, que les comètes obéissent aux mêmes lois que les planètes, et possèdent une masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un...).

Connaissances actuelles

Une comète est un astéroïde (Un astéroïde est un objet céleste dont les dimensions varient de quelques dizaines...) de forme irrégulière pouvant atteindre une dizaine de kilomètres (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système...) de diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre...), elle est constituée de glace (La glace est de l'eau à l'état solide.) et de poussière. Les comètes étaient vues à l'origine comme un halo lumineux qui apparaissait épisodiquement dans le ciel (Le ciel est l'atmosphère de la Terre telle qu'elle est vue depuis le sol de la planète.), 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 (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et...) et de poussières qui réfléchissent la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil...) 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 (Le terme « coma » signifie « sommeil profond » en grec...) de la comète Wild 2 par cette mission et ramenés sur Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance...) contiennent de l'olivine, matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne...) 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 (Un nuage est une grande quantité de gouttelettes d’eau (ou de cristaux de glace) en...) d'Oort. Pourtant les premières interprétations données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...) 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 (L'atmosphère terrestre est l'enveloppe gazeuse entourant la Terre solide. L'air sec se compose...).

Notamment du fait des expériences spatiales, l'étude scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui...) des comètes au XXe siècle a révélé leur vraie nature.

La récupération in situ n'est pas l'unique moyen de récupérer de la matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses...) cométaire. La Terre traverse (Une traverse est un élément fondamental de la voie ferrée. C'est une pièce posée en travers de...) continuellement divers nuages de poussières stellaires et notamment de la matière cométaire lorsque l'orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps...) de la Terre coïncide avec le sillage d'une comète. C'est ainsi que depuis 1982, la NASA (La National Aeronautics and Space Administration (« Administration nationale de...) récupère à l'aide d'avion (Un avion, selon la définition officielle de l'Organisation de l'aviation civile internationale...) pouvant voler à haute altitude (L'altitude est l'élévation verticale d'un lieu ou d'un objet par rapport à un niveau...) 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 (La latitude est une valeur angulaire, expression du positionnement nord-sud d'un point sur Terre...) 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 (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les...) 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 (Cet article décrit l'excentricité en mathématiques et en psychologie.) e.

La majorité des comètes répertoriées ont une orbite elliptique, et gravitent autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne...) 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 (La ceinture de Kuiper (parfois appelée ceinture d'Edgeworth-Kuiper, ['kœj.pər] en...).

Les comètes dont la période est supérieure à 200 ans sont supposées provenir du système solaire (Le système solaire est un système planétaire composé d'une étoile, le...) externe (Ceinture intermédiaire, Nuage de Hills (Le nuage de Hills également appelé Nuage interne de Oort et Nuage Interne est, en...) 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 (Le périhélie est le point de l'orbite d'un corps céleste (planète, comète,...) extrêmement proche du Soleil, parfois à quelques milliers de kilomètres seulement de la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...) de celui-ci. Alors que les petites comètes rasantes peuvent complètement (Le complètement ou complètement automatique, ou encore par anglicisme complétion ou...) s'évaporer lors d'un tel passage, celles de plus grandes tailles peuvent survivre à plusieurs passages au périhélie. Cependant, l'importante évaporation (L'évaporation est un passage progressif de l'état liquide à l'état gazeux. Elle est différente...) et les forces de marée (La marée est le mouvement montant (flux ou flot) puis descendant (reflux ou jusant) des eaux...) 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 (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de...) 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 (Le terme d'activité peut désigner une profession.) 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.

Comète Période
(années)
Paramètres de l'orbite
Excentricité Aphélie (L'aphélie est le point de l'orbite d'un objet (planète, comète, etc.) où il est le plus...) (ua) Périhélie (ua)
1P/Halley 75,31 0,967 35,1 0,586
2P/Encke 3,30 0,847 4,096 0,339
Hale-Bopp (C/1995 O1) 2537 0,994 371,146 0,914
108P/Ciffreo 7,23 0,542 5,774 1,713
13P/Olbers 69,51 0,930 32,635 1,178
West (C/1975 V1-A) 558306 0,999 13560,217 0,196
109P/Swift-Tuttle 133,28 0,963 51,225 0,959
3D/Biela 6,64 0,751 6,190 0,879
Bradfield (C/2004 F4) 3679 0,999 476,543 0,168
Bennett (C/1969 Y1) 1678 0,996 281,892 0,537
Morehouse (C/1908 R1) 1,0007

Comètes et étoiles filantes

Les essaims d'étoiles filantes (par exemple : Perséides (Les Perséides ou « Larmes de saint Laurent » sont une pluie d'étoiles...), Orionides (Les Orionides sont des étoiles filantes qui apparaissent chaque année à partir du...), 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 (Dans l'intonation, les changements de fréquence fondamentale sont perçus comme des variations de...) 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 (La pluie désigne généralement une précipitation d'eau à l'état...) 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 (Un tunnel est une galerie souterraine livrant passage à une voie de communication (chemin de...) rectiligne et que l'on a l'impression que les bords de celui-ci convergent ( en astronautique, convergent en mathématiques, suite convergente série convergente ...) vers un même point (Graphie). Le radian (Le radian (symbole : rad) est l'unité dérivée d'angle plan du système international (SI).) porte le nom de la constellation (Une constellation est un ensemble d'étoiles dont les projections sur la voûte...) de laquelle semblent provenir les étoiles filantes.

Les poussières cométaires, lorsqu'elles pénètrent dans la haute atmosphère de la Terre (L'atmosphère terrestre est l'enveloppe gazeuse entourant la Terre solide. L'atmosphère sèche est...) s'échauffent et s'ionisent, produisant la traînée (En mécanique des fluides, la traînée est la force qui s'oppose au mouvement d'un...) 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.

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