Comète

Comète

Astre en orbite autour du SOLEIL, observable pendant quelques semaines sous la forme d'un faible point lumineux qui, d'une nuit à l'autre, se déplace lentement par rapport au fond d'étoiles. La comète peut avoir une queue qui s'étire à l'opposé du Soleil. Au cours de l'histoire, on a pu observé quelque 890 comètes avec suffisamment de précision pour pouvoir en déterminer approximativement les orbites. Parmi les 200 comètes dites à courte période (de 3 à 200 ans), environ 130 ont des orbites bien déterminées et ont été aperçues plus d'une fois. Ainsi, près de 1480 apparitions de comètes ont été observées jusqu'à présent.

Les comètes à longue période, soit environ 690 objets, ont été observées seulement une fois et leurs périodes orbitales ne sont que peu ou pas connues. Comme seule une partie de leur orbite est observable, on représente ordinairement celle-ci par une parabole (courbe ouverte). Si l'orbite était vraiment parabolique ou hyperbolique, la comète ne ferait pas partie du système solaire mais proviendrait de l'espace interstellaire. Cependant, on pense que toutes les comètes observées jusqu'ici feraient partie du système solaire, même si on ne peut en déterminer la période orbitale.

Les comètes portent habituellement le nom de leur découvreur et sont identifiées par un numéro. Avant 1995, on utilisait deux systèmes. Au moment de la découverte d'une comète ou de sa réapparition, on l'identifie par l'année suivie d'une lettre minuscule indiquant l'ordre chronologique de découverte ou de réapparition; ou on l'identifie par l'année suivie d'un chiffre romain désignant l'ordre chronologique de passage au périhélie (point de l'orbite le plus près du Soleil). Par exemple, la comète Van den Bergh, découverte par l'astronome canadien Sidney VAN DEN BERGH, était la 12^e comète à passer au périhélie en 1974; elle porte donc le nom de 1974 XII. La comète Meier, découverte par l'astronome canadien Rolf MEIER, était la 17^e comète à être découverte en 1980 et est identifiée par 1980q.

En 1995, ce système d'identification est remplacé par le suivant : chaque comète est désignée par l'année de découverte, suivie d'une lettre majuscule correspondant (selon l'ordre de l'alphabet) au mois où la découverte a eu lieu, elle-même suivie d'un chiffre indiquant l'ordre chronologique d'apparition (dans la 1^re ou la 2^e partie du mois). Les comètes périodiques sont précédées de nP/ où le n représente l'apparition en question. La première comète à être découverte après l'adoption de ce nouveau système a une période courte de 14 ans : il s'agit de la comète P/1995 A1 (Jedicke), du nom de son découvreur, le Canadien Robert Jedicke.

Description

Orbites excentriques

La plupart des comètes ont des orbites excentriques et restent la majeure partie du temps loin du Soleil et de la Terre, de sorte qu'on ne peut les voir même à l'aide de puissants télescopes. Quand une comète est loin du Soleil, il s'agit d'un petit corps solide de quelques kilomètres de diamètre, tout au plus. La matière solide est vraisemblablement constituée en partie de substances volatiles solidifiées (eau, composés organiques simples) mélangées à de petites particules non volatiles de poussière de pierre ou de poussière métallique. On la désigne souvent sous le nom de « glace sale ».

Ce n'est que pendant quelques semaines, au moment où la comète passe près du Soleil et de la Terre, près du périhélie, qu'on peut observer le phénomène spectaculaire généralement associé au passage des comètes. Les substances volatiles s'évaporent et les molécules organiques, dissociées par la lumière solaire, émettent une étrange fluorescence. Des fragments moléculaires ont été identifiés grâce à l'analyse spectrographique de cette fluorescence (voir SPECTROSCOPIE). Certains de ces fragments moléculaires ont été observés au sein des comètes avant d'être détectés dans un laboratoire terrestre et les scientifiques canadiens ont joué un rôle important lors des identifications correspondantes. Deux molécules cométaires ont été identifiées à Ottawa dans les laboratoires du CONSEIL NATIONAL DE RECHERCHES DU CANADA : C₃ identifiée par Alex Douglas et H₂O^pl par Gerhard DOUGLAS et H₂O+^pl par Gerhard HERZBERG. Une certaine partie de la lumière d'une comète provient de la réflexion de la lumière solaire sur les particules de poussière libérées lors de l'évaporation de la glace.

Deux queues, une tête

Bien qu'il existe une grande diversité de formes, une comète à maturité possède généralement une tête et deux queues. La tête est formée d'un noyau central de plusieurs kilomètres, d'où s'échappent des gaz et des poussières, et d'une chevelure (ou coma), l'atmosphère de gaz luminescents entourant le noyau. La première queue, dite queue de gaz, queue d'ions ou queue de plasma, est composée de gaz ionisés expulsés dans la direction opposée à celle du Soleil. La seconde queue, la queue de poussières, est aussi dirigée à l'opposé du Soleil, mais elle tend à adopter une forme incurvée et semble amorphe. Son spectre (constitué de la lumière solaire simplement réfléchie) montre qu'elle se compose essentiellement de petites particules solides. Pour des raisons géométriques, les deux queues, lorsqu'on les observe depuis la Terre, apparaissent souvent l'une derrière l'autre et semblent n'en former qu'une.

La plupart des comètes ont une luminosité trop faible pour qu'on puisse les observer à l'oeil nu et elles n'ont pas toutes des queues. Toutefois, il arrive qu'une grosse comète passe à proximité de la Terre et du Soleil, et l'observateur assiste alors à quelque chose de spectaculaire. Ce fut le cas dans les années 90 au moment du passage des comètes Levy 1990c, Hyakutake et Hale-Bopp, découvertes récemment. La comète la plus célèbre est la comète de Halley. À la fin du XVII^e siècle, en Angleterre, Edmond Halley étudie l'orbite de plusieurs comètes et démontre que les brillantes comètes de 1531, 1607 et 1682 ne sont qu'une seule et même comète visible tous les 76 ans. Des recherches subséquentes révèlent que la comète de Halley a été observée à chacun de ses passages depuis l'an 240 av. J.-C. La dernière observation remonte à 1985-1986. Au Canada, on pouvait la voir (pas très clairement) en novembre et décembre 1985, avant qu'elle ne disparaisse derrière le Soleil au moment de son passage au périhélie en février 1986. En mars et en avril, les observateurs situés dans l'hémisphère Sud ont eu droit à une apparition spectaculaire, puis la comète a pu être observée brièvement, mais pas très clairement à partir des latitudes canadiennes, en mai 1986. Son prochain passage au périhélie aura lieu en juillet 2061.

Les progrès de la science des comètes

La science cométaire a fait des progrès énormes dans les années 1985 et 1986. Non seulement des milliers d'observations de tout genre ont été faites à partir d'observatoires terrestres, mais, pour la première fois de l'histoire, une flottille d'engins spatiaux sont allés à la rencontre de deux comètes (la comète de Halley et la comète Giacobini-Zinner) pour recueillir des données in situ et les transmettre vers la Terre.

La première de ces rencontres a eu lieu entre l'engin spatial International Cometary Explorer (ICE) et la comète Giacobini-Zinner. ICE avait été lancé en 1978 avec pour mission d'étudier le flot de particules chargées (« vent solaire ») en provenance du Soleil, le champ magnétique interplanétaire et la nature de la queue géomagnétique de la Terre. En 1981, on modifie sa trajectoire pour le faire passer à quelque 120 km de la surface de la Lune. Le champ gravitationnel de la Lune est ainsi utilisé pour le projeter dans une orbite tout à fait nouvelle, en direction de la comète Giacobini-Zinner. L'engin spatial traverse la queue de la comète en septembre 1985, à une distance de seulement 7800 km du noyau. ICE permet de corroborer les modèles théoriques selon lesquels le champ magnétique serait drapé autour du noyau (comme des spaghettis autour d'une fourchette). Les lignes du champ magnétique seraient diamétralement opposées de chaque côté du noyau et il y aurait, entre celles-ci, un ruban de courant électrique. L'engin spatial a aussi vérifié la présence de H₂O^pl (voir ci-dessus) et de CO^pl. Toutefois, cette expérience n'a pu confirmer l'existence d'une « onde de choc » prononcée résultant de l'interaction entre le flot de particules cométaires et le vent solaire.

Une « boule de neige sale »

En mars 1986, cinq engins spatiaux sont lancés tout spécialement pour aller à la rencontre de la comète de Halley. Ils transportent toute une gamme d'instruments qui serviront à recueillir toutes sortes de données. Deux des engins sont soviétiques : Vega I et Vega II. Deux autres sont japonais : Suisei et Sakigake. Finalement, Giotto appartient à l'Agence spatiale européenne. Les données les plus spectaculaires proviennent des images du noyau de la comète obtenues au moment où Giotto passe à seulement 540 km de son côté ensoleillé. Le noyau semble très sombre et des substances sont éjectées sous forme de jets à partir de zones actives bien définies à la surface. En mars 1986, certains de ces jets sont même détectés depuis la Terre grâce aux images fournies par le télescope Canada-France-Hawaii et aux observations de deux astronomes canadiens, C.J. Pritchet et S. Van den Bergh. Éjectés à partir de zones restreintes sur le noyau de la comète, ces jets sont soumis simultanément à la rotation (dans le sens horaire) du noyau et à la pression du rayonnement solaire qui les font dévier vers la gauche. Ainsi, ils prennent la forme de spirales déséquilibrées. Si l'on confirme que le noyau est effectivement une « boule de neige sale », sa surface est plus sale que prévu et une grande partie de cette saleté serait formée d'un mélange de composés organiques ayant l'aspect du goudron.

 Les Américains Carolyn et Eugene Shoemaker et le Canadien David Levy font partie de l'équipe de chasseurs de comètes la plus prolifique de tous les temps. On leur doit la découverte de la comète 1993e, considérée comme une des plus extraordinaires du dernier millénaire. Les découvreurs notent immédiatement sa forme allongée peu commune, mais des observations subséquentes permettent de distinguer 20 composantes disposées en ligne droite comme une enfilade de perles sur un fil. Les calculs relatifs à son orbite démontrent que la comète a été récemment entraînée en orbite autour de Jupiter et fragmentée dans son champ gravitationnel. Qui plus est, toutes ces composantes doivent entrer en collision avec Jupiter en juillet 1994, sur une période de quelques jours. Presque tous les télescopes du monde, sans parler du télescope spatial Hubble de même que des instruments à bord des sondes spatiales Galileo et Voyager 2, sont alors braqués sur Jupiter afin d'être témoins de la série d'impacts entre la comète et la planète. C'est un événement spectaculaire dans l'histoire de l'astronomie.

Les impacts produisent de larges zones d'ombre sur Jupiter dont plusieurs ont une superficie plus grande que celle de la Terre et peuvent être observées au moyen de petits télescopes d'amateurs. C'est un avertissement pour les habitants de la Terre : il arrive que les comètes et les astéroïdes entrent en collision avec des planètes. L'étude des zones d'impact a permis aux astronomes de recueillir des données nouvelles sur la structure physique et chimique de l'atmosphère de Jupiter. Même si ces données ne concernent pas directement les comètes, quelques-uns des résultats ont surpris les spécialistes de la spectroscopie des comètes. On ne s'attendait pas, par exemple, à ce que la signature spectroscopique de l'eau soit aussi faible, au point qu'on se demande aujourd'hui si la composition chimique de cette comète était typique ou si les théories relatives à la constitution des comètes sont erronées.