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LES COMETES

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Pour nos ancêtres les comètes avaient un double défaut. D’abord, elles ne respectaient pas l’ordre immuable de l’Univers et ensuite, quitte à se déplacer, elles n’avaient pas une trajectoire fixe comme les planètes. Deux bonnes raisons  pour annoncer de grands changements, et plutôt néfastes que bienheureux. Quand la science apporta quelques explications à l’origine et au parcours de ces astres errants, ce fut pour poser de nombreuses questions aux scientifiques sur ces monceaux de glace et de poussière qui viennent du fond des temps. Aussi, si l’occasion se présente d’approcher une comète, un programme spatial s’efforce de percer un peu plus le mystère de ces messagères du lointain passé du système solaire. En 2014, rendez-vous avec la cible de Rosetta, la comète 67P/T-G dont le petit nom est Tchoury  pour les astronomes.

 

LES HOMMES ET LES COMETES

La relation des hommes et des comètes est une longue histoire qui se retrouve dans toutes les civilisations et qui remonte à la lointaine préhistoire. Si aujourd’hui on trouve environ 20 comètes par an grâce aux télescopes, il n’y en a qu’une seule qui soit visible à l’œil nu tous les 2 ou 3 ans. Et parmi celles-ci, c’est environ tous les 10 ans que l’on rencontre une grande comète, très spectaculaire. On estime que depuis l’Antiquité les hommes purent observer 1250 comètes dont une centaine particulièrement visibles, qualifiées de Grandes comètes.

L’empire du milieu

Ce sont les Empires chinois qui au moins depuis 600 ans avant JC  ont étudié avec le plus de détails l’apparition des comètes. Cette recherche avait une valeur prédictive pour l’avenir de l’Empereur et de l’Empire et selon les conditions de l’apparition une interprétation positive ou néfaste lui était attribuée. Important service de la cour de l’Empereur, ce département Astronomie employait plus de 1000 personnes. Grace au découpage du ciel en 300 constellations, le passage des comètes relevé avec précision constitue la meilleure archive ancienne du phénomène.

La théorie d’Aristote

Les comètes n’ont pas été étudiées avec le même soin du côté occidental. Dans sa théorie sur l’univers, Aristote qui prônait un ordre immuable n’avait pas de place pour les fantasques comètes. Ils les avaient rangées dans des effets d’émanations terrestres qui s’enflammaient dans la sphère de la Lune. Malgré les réserves de philosophes comme Sénèque, cette théorie d’Aristote a prévalu et retardé jusqu’au XVIème siècle les premières approches scientifiques sur les comètes.

La comète de Halley

La plupart des comètes, aux trajectoires très elliptiques, ne repassent pas ou ont des périodes de plusieurs milliers d’années. Seules quelques unes ont des périodes voisines de la centaine d’années et parmi elles la plus connue est la comète de Halley.  Cet astronome anglais qui l’observa en 1682 fixa sa période à 76 ans après d’importantes recherches dans les annales des passages de comètes et des calculs poussés sur la trajectoire de ce petit astre. Il annonça pour 1758 le prochain passage qui se réalisa en effet, mais bien après sa mort. Cette étude permit en remontant le temps de confirmer le passage de la comète en 1066, lors de la bataille d’Hastings (Guillaume le Conquérant et la tapisserie de Bayeux de la reine Mathilde). Son dernier passage remonte à 1986, il ne fut pas très spectaculaire, mais la sonde européenne Giotto fit une belle étude de la comète.

 

D’OU VIENNENT LES COMETES

Orbites des comètes

Si on ne peut pas comparer les comètes aux planètes et autres astres du système solaire, c’est que leur trajectoire est une ellipse très aplatie qu’elles parcourent en plusieurs centaines d’années pour les plus proches et en milliers d’années pour beaucoup d’autres. Comme les comètes sont dégradées par le rayonnement solaire et parfois attirées par Jupiter ou Saturne, il faut qu’une abondante réserve alimente ce défilé continu qui dure depuis des milliards d’années. On distingue deux types principaux de comètes. Celles dont la période est de quelques dizaines d’années (courte période)  et celles dont la période peut aller de 50 ans à des milliers d’années.(longue période)

Ceinture de Kuiper

Le premier réservoir de comètes est la ceinture de Kuiper,  vaste tore  située  au delà des planètes entre 30 et 55 UA  du Soleil. (UA = distance soleil –Terre- Unité Astronomique). Dans cette zone se sont assemblés de petits objets (astéroïdes, comètes,...) qui ne se sont pas agglomérés pour former une planète. C’est la source des comètes à courte période en général peu inclinées sur l’écliptique.

Nuage de Oort

On estime qu’au confins du système solaire, dans une sphère creuse entre  30.000 UA et 100.000 UA du soleil se trouvent par millions des fragments de matière datant de la création du système solaire et formés surtout d’eau et de poussières. L’attraction solaire est faible  et la moindre perturbation venant de l’espace ou d’autres étoiles peut éjecter un fragment et en faire une comète orbitant sur une ellipse très allongée autour du soleil. Ce sont les comètes à longue période comme la comète de Halley (76 ans) ou celle de Hale-Bopp (4000 ans). 

Apparence des comètes

Loin du soleil, les comètes ne sont guère visibles car leur corps couvert de poussière ne réfléchit que quelques pourcents de la lumière. Elles apparaissent quand sur  leur orbite elles sont assez proches du soleil pour être perturbées  par le rayonnement et le vent solaire ionique . Dans ce cas, trois manifestations lumineuses apparaissent.

Le Coma (chevelure) et les queues

Tout d’abord, les glaces du corps vont se sublimer et former une chevelure brillante (50.000 km) autour et juste derrière la comète. Puis, les poussières vont trainer et former une queue blanche qui prolonge la comète (5 millions de km). Enfin les ions du vent solaire vont repousser les molécules de monoxyde de carbone CO dans la direction opposée au soleil et créer une seconde queue bleutée. Quand les circonstances s’y prêtent, les queues peuvent avoir des dimensions impressionnantes et être visibles en plein jour.

Disparition des comètes

Les comètes finissent toutes par disparaitre. Chaque passage autour du soleil arrache beaucoup de matière et après quelques centaines d’orbites  le corps de disloque. Mais la disparition peut être plus rapide en cas de collision ou d’attraction par la gravité d’une planète comme Jupiter ou Saturne. Après elles, se disperse un nuage de poussière et elles se rappellent à nous encore longtemps par les pluies d’étoiles filantes qui agrémentent nos soirs d’été.

 

 

COMPOSITION DES COMETES

Si la trajectoire a longtemps intrigué les hommes, aujourd’hui, c’est la composition physique et chimique qui intéresse les astrophysiciens. Résidus du nuage moléculaire qui s’est effondré il y a 4,55 milliards d’années pour former le système solaire les comètes sont des témoins  de cette étape originelle. Elles ont peu évolué à l’inverse des planètes et on peut se demander si leur chimie complexe n’a pas apporté les premières molécules organiques qui ont contribué à l’apparition de la vie. On connait la formule chimique des gaz et poussières qui se dispersent autour des comètes, mais on ignore la composition exacte de l’intérieur du corps. Rosetta et le petit atterrisseur Philae devraient combler en partie ce manque d’information. 

Constitution

Les premiers savants qui purent analyser la composition des comètes en vinrent à la conclusion que c’était un tas de “neige sale” qui nous offrait ces beaux spectacles célestes.

Le corps et  les poussières

Les poussières ressemblent à des roches qui se forment dans le magma terrestre comme les olivines et les pyroxènes.
Ce sont des silicates de magnésium et de fer. Le corps du noyau est formé en grande majorité de glace d’eau et d’un peu de glace de CO où sont noyées les poussières. Et en faible quantité, des molécules variées que l’on observera dans l’ atmosphère cométaire.

Formules chimiques des queues

Sous l’action du soleil, il se forme une atmosphère qui a pu être étudiée par les sondes envoyées à la rencontre des comètes. On trouve dans cette atmosphère en faible pourcentage des molécules variées comme le gaz carbonique, l’oxyde de carbone, le méthane, le méthanol, la formaldéhyde, des sulfures, etc.... Beaucoup de ces molécules sont pré biotiques et ont pu jouer un rôle dans le développement de la vie sur Terre. La queue bleue est d’une autre nature. Le soleil envoie des ions et des électrons à grande vitesse, le vent solaire. Quand celui-ci rencontre les molécules de la chevelure notamment l’oxyde de carbone, il les ionisent et les projettent dans la direction opposée au soleil. Ce phénomène envoie une couleur bleue caractéristique des ions CO+.

 

 

LES COMETES ET LA VIE

Deux caractéristiques des comètes ont permis d’échafauder des hypothèses concernant la développement de la Terre et l’apparition de la vie. Certains estiment qu’un long bombardement de la Terre par des comètes a contribué à apporter au moins une partie de  l’eau sur Terre. D’autres chercheurs ont  proposé parmi les scénarios d’origine de la vie celui où les comètes apportent les briques de ce développement ou  favorisent l’apparition d’acides aminés en s’écrasant sur terre. Les études et les simulations par des modèles mathématiques ou sur des comètes de laboratoire n’ont pas permis de vérifier ces hypothèses. Deux expériences en cours apporteront peut-être quelques éclaircissements. Les recherches de Curiosity sur Mars où l’eau et l’arrivée de comètes ont longtemps existées pour engendrer des molécules complexes nécessaires à la vie. Et cette année la visite de la comète 67-P par le petit engin Philae envoyé par Rosetta qui complètera nos connaissances sur la composition du corps de ces objets toujours mystérieux.

 

 

CONCLUSION

Les comètes ont été longtemps annonciatrices de la fin du monde. Aujourd’hui, les hommes les ont remplacées par les astéroïdes géo croiseurs montrant qu’on a toujours besoin de se faire peur. Nos ancêtres les Gaulois craignaient de voir le ciel leur tomber sur la tête. Comme eux, restons philosophes et disons que cela arrivera surement, mais que “Ce n’est pas pour demain!”.

 

 

 

Textes : Jack Muller

crédits image: http://hubblesite.org/gallery http://www.esa.int/