Contenu
- Tout a commencé dans un nuage de poussière
- Les comètes ne sont pas des astéroïdes
- Comet Facts: Tous ne viennent pas d'ici
- Une étude de cas: Halleys Comet
- Indices d'origine comète
Pour vraiment apprécier les orbites des comètes, il est utile de comprendre les orbites planétaires. Même si l'espace disponible autour du soleil ne manque pas, les planètes se limitent toutes à une bande assez mince et aucune d'entre elles, à l'exception de Pluton, ne s'écarte de plus de quelques degrés à l'extérieur.
L'orbite d'une comète, par contre, peut avoir un grand angle d'inclinaison par rapport à cette bande et peut même orbiter perpendiculairement à celle-ci, en fonction de son origine. C'est juste un des nombreux faits intéressants sur les comètes.
Selon la première loi de Keplers, tous les objets gravitent autour du soleil sur des trajectoires elliptiques. Les orbites des planètes, à l'exception de Pluton, sont presque circulaires, de même que celles des astéroïdes et des objets glacés dans la ceinture de Kuiper, qui se trouve juste au-delà de l'orbite de Neptune. Les comètes originaires de la ceinture de Kuiper sont connues sous le nom de comètes à période courte et ont tendance à rester dans la même bande étroite que les planètes.
Les comètes à longue période, qui prennent leur origine dans le nuage d'Oort, situé au-delà de la ceinture de Kuiper et à la périphérie du système solaire, sont une autre affaire. Leurs orbites peuvent être tellement elliptiques que les comètes peuvent disparaître complètement pendant des centaines d'années. Les comètes d'outre-nuage d'Oort peuvent même avoir des orbites paraboliques, ce qui signifie qu'elles ne font qu'une seule apparition dans le système solaire et ne reviennent jamais.
Aucun de ces comportements n’est mystérieux une fois que vous comprenez comment les planètes et les comètes sont devenues là. Tout a à voir avec la naissance du soleil.
Tout a commencé dans un nuage de poussière
Le même processus de naissance des étoiles que les scientifiques peuvent observer aujourd'hui se produit dans la nébuleuse d'Orion dans les environs de l'univers il y a environ 5 milliards d'années. Un nuage de poussière spatiale, flottant sans incident dans le vaste néant, commença progressivement à se contracter sous l’effet de la gravité. De petites touffes se sont formées et se sont collées ensemble, formant des touffes plus grandes capables d'attirer encore plus de poussière.
Peu à peu, l’un de ces groupes prédominait et, comme il continuait à attirer plus de matière et à croître, la conservation du moment angulaire le faisait tourner, et toute la matière autour de lui formait un disque qui tournait dans la même direction.
Finalement, la pression au cœur de la grappe prédominante est devenue si forte qu'elle s'est enflammée, et la pression extérieure créée par la fusion à l'hydrogène a empêché plus de matière de s'accumuler. Notre jeune soleil avait atteint sa masse finale.
Qu'est-il arrivé à toutes les petites grappes qui n'avaient pas été piégées dans la centrale? Ils ont continué à attirer la matière qui était assez proche de leurs orbites, et certains d’entre eux sont devenus des planètes.
D'autres grappes plus petites, situées à la périphérie du disque en rotation, étaient suffisamment éloignées pour ne pas être happées par le disque, bien qu'elles soient encore soumises à une force de gravitation suffisante pour les maintenir en orbite. Ces petits objets sont devenus des planètes naines et des astéroïdes, et certains sont devenus des comètes.
Les comètes ne sont pas des astéroïdes
La composition des comètes est différente de celle des astéroïdes. Alors qu'un astéroïde est principalement constitué de roches, une comète est essentiellement une boule de neige sale remplie de poches de gaz de l'espace.
Un grand nombre d'astéroïdes se trouvent dans la ceinture d'astéroïdes située entre les orbites de Mars et Jupiter, qui abrite également la planète naine Ceres, mais qui orbitent également à la périphérie du système solaire. Les comètes, par contre, ont tendance à provenir exclusivement de la ceinture de Kuiper et au-delà.
Une comète éloignée du soleil est pratiquement impossible à distinguer d'un astéroïde. Lorsque son orbite la rapproche du soleil, la chaleur vaporise la glace et la vapeur se dilate pour former un nuage autour du noyau. Le noyau ne fait peut-être que quelques kilomètres de diamètre, mais le nuage peut être des milliers de fois plus grand, donnant à la comète une apparence beaucoup plus grande qu’elle ne l’est réellement.
Une queue de comète est sa caractéristique la plus déterminante. Il peut être assez long pour couvrir la distance entre la Terre et le soleil, et il pointe toujours loin du soleil, quelle que soit la direction prise par la comète. C’est parce qu’il est créé par le vent solaire, qui souffle le gaz loin du nuage de vapeur qui entoure le noyau.
Comet Facts: Tous ne viennent pas d'ici
Les comètes à longue période peuvent avoir des orbites très elliptiques qui peuvent être si excentriques que la période entre les observations de la Terre peut durer plus d'une vie. La seconde loi de Keplers implique que les objets bougent plus lentement quand ils sont plus éloignés du soleil que quand ils sont proches du soleil. Les comètes ont donc tendance à être invisibles bien plus longtemps qu'elles ne sont visibles. Cependant, peu importe le temps que cela prend, un objet en orbite revient toujours, à moins que quelque chose ne le sorte de son orbite.
Certains objets ne reviennent jamais, cependant. Ils viennent apparemment de nulle part, voyageant à des vitesses atypiques de corps en orbite, tournant autour du soleil et s'envolant dans l'espace. Ces objets ne proviennent pas du système solaire; ils viennent de l'espace interstellaire. Plutôt que sur une orbite elliptique, ils suivent un chemin parabolique.
Le mystérieux astéroïde en forme de cigare Oumuamua était un de ces objets. Il est apparu dans le système solaire en janvier 2017 et a disparu de la vue un an plus tard. C'était peut-être un OVNI, mais plus vraisemblablement, c'était un objet interstellaire attiré par le soleil mais qui se déplaçait trop vite pour être amené en orbite.
Une étude de cas: Halleys Comet
La comète Halleys est peut-être la plus connue de toutes les comètes. Il a été découvert par Edmund Halley, un astronome britannique qui était un ami de Sir Isaac Newton. Il fut le premier à postuler que les observations de comètes de 1531, 1607 et 1682 étaient toutes de la même comète et il prédit son retour en 1758.
Il a prouvé qu'il avait raison lorsque la comète a fait une apparition spectaculaire la nuit de Noël en 1758. Cette nuit était, malheureusement, 16 ans après sa mort.
Halleys comet a une période comprise entre 74 et 79 ans. L’incertitude est due aux influences gravitationnelles qu’elle rencontre le long de son trajet - en particulier la planète Vénus - et à un système de propulsion intrinsèque que toutes les comètes possèdent. Lorsqu'une comète comme Halleys s'approche du soleil, les poches de gaz dans le noyau se dilatent et traversent les points faibles du noyau, fournissant une poussée qui peut la pousser dans n'importe quelle direction et créer des perturbations dans son orbite.
Les astronomes ont cartographié l'orbite de la comète de Halleys et l'ont trouvée très elliptique, avec une excentricité de près de 0,97. (Excentricité dans ce cas, signifie à quel point une orbite est oblongue ou arrondie; plus l'excentricité est proche de zéro, plus l'orbite est arrondie.)
Considérant que l'orbite terrestre a une excentricité de 0,02, ce qui la rend presque circulaire, et que l'excentricité de l'orbite de Plutos n'est que de 0,25, l'excentricité de la comète de Halleys est extrême. Aphelion, il se trouve bien en dehors de l'orbite de Pluton et, au périhélie, à seulement 0,6 UA du soleil.
Indices d'origine comète
L’orbite de la comète Halleys n’est pas seulement excentrique, elle est également inclinée de 18 degrés par rapport au plan de l’écliptique. Ceci est la preuve qu'il n'a pas été formé de la même manière que les planètes, même s'il a pu se fusionner à peu près au même moment. Il pourrait même avoir ses origines dans une autre partie de la galaxie et simplement se faire attraper par la gravité du soleil alors qu'il passait.
La comète Halleys affiche une autre caractéristique différente des planètes. Il tourne dans une direction opposée à celle de son orbite. Vénus est la seule planète à le faire et Vénus tourne si lentement que les astronomes soupçonnent qu’elle est entrée en collision avec quelque chose de son passé. Le fait que la comète de Halleys tourne dans la même direction prouve davantage qu'elle n'a pas été formée de la même manière que les planètes.