Notes sur le système solaire externe: les comètes, Notes de Astronomie. Université des Sciences et Technologies de Lille (Lille I)
Caroline_lez
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Notes sur le système solaire externe: les comètes, Notes de Astronomie. Université des Sciences et Technologies de Lille (Lille I)

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Notes d'astronomie sur le système solaire externe: les comètes. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: Edmond Halley, Neptune et Pluton, phénomène impressionnant, La comète de Halley.
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Les premiers pas dans l'étude des comètes furent accomplis par l'astronome anglais Edmond

Halley. Notant une certaine similarité entre les apparitions cométaires qui se produisirent en

1531, 1607 et 1682, il émit l'hypothèse que ces divers passages étaient le fait d'un seul et

même corps céleste. Il utilisa les lois récemment établies par Isaac Newton pour calculer l'orbite

de cet objet et fut en mesure de prédire son retour en 1758, ce qui se produisit en effet. La

comète de Halley révélait ainsi sa vraie nature : un corps se déplaçant sur une orbite très

aplatie, qui passe le gros de son temps aux confins du système solaire, mais qui revient

périodiquement visiter le Soleil et n'est visible qu'à ce moment là.

Une image de la comète Neat prise en 2004 depuis l'observatoire de Kitt Peak. On aperçoit clairement

le noyau, la chevelure et la partie la plus proche de la queue. Crédit : WIYN/NOAO/AURA/NSF

Les comètes sont des petits corps de quelques kilomètres de diamètre, composés pour les trois

quarts de glaces, principalement de la glace d'eau, et pour le reste de poussières riches en

carbone. Du fait de leur orbite, ces objets passent le plus clair de leur temps dans des régions

éloignées du Soleil, au-delà de Neptune et dePluton. Ils sont donc très froids et sous forme

solide.

C'est lors du passage périodique près du Soleil que se produisent les phénomènes qui les font

resplendir. En effet, à quelques unités astronomiques de notre étoile, sous l'effet du

rayonnement solaire, les glaces à la surface du noyau cométaire s'échauffent et se vaporisent,

entraînant avec elles les particules de poussières. Apparaît alors autour du noyau, une

enveloppe diffuse de gaz et de poussière, appelée la chevelure de la comète, dont la taille peut

atteindre jusqu'à 100 000 kilomètres et qui continue à grandir à l'approche du Soleil. Cette

enveloppe est très lumineuse du fait de la fluorescence de ses gaz ainsi que de la réflexion de

la lumière solaire par les poussières.

Le noyau de la comète Tempel 1, photographié le 4 juillet 2005 par la sonde Deep Impact, 67

secondes après l'impact du projectile de 370 kilos lancé par la sonde. L'objectif de la collision était de

permettre l'analyse de la matière à l'intérieur de la comète plutôt qu'à sa surface. La composition

interne de la comète n'a probablement guère changé depuis sa naissance, et devrait donc nous aider à

mieux comprendre les conditions de la naissance du système solaire il y a 4,6 milliards d'années.

Crédit : NASA/JPL-Caltech/UMD

Lorsque la comète se rapproche du Soleil, un phénomène encore plus impressionnant se

produit. Le vent solaire et la pression de radiation de notre étoile étirent encore cette chevelure

et lui donnent une forme très allongée et une longueur prodigieuse, des millions de kilomètres,

voire parfois une unité astronomique. Ainsi apparaît ce que l'on appelle la queue de la comète,

peut être le phénomène astronomique le plus impressionnant à l'oeil nu. Autour de cette queue

se trouve une énorme enveloppe invisible d'hydrogène qui provient de réactions chimiques

entre photons solaires et molécules d'eau ayant échappé au noyau.

Notons que la plupart du temps, il y a en fait deux queues, l'une droite, l'autre courbée. Ces

deux queues sont formées d'éléments différents. La première queue est formée des poussières

qui sont repoussées par la pression de radiation des photons solaires. Ce processus est

relativement lent, l'éjection est par conséquent affecté par le mouvement de la comète et la

queue s'en trouve courbée. La deuxième queue est formée des ions balayés par levent solaire.

Dans ce cas, le processus est violent et rapide car les ions sont très légers, la queue est donc

droite et pointe dans la direction opposée au Soleil.

Le noyau de la comète Wild 2 photographié d'une distance de 500 kilomètres lors du survol par la

sonde américaine Stardust le 2 janvier 2004. Cette sonde a profité du survol pour collecter des

particules microscopiques de la comète afin de les ramener sur Terre pour analyse en 2006. Les

données ainsi recueillies devraient nous aider à mieux comprendre les comètes et l'histoire de la

formation du système solaire. Crédit : NASA/JPL

La comète la plus connue est bien sûr celle de Halley, qui nous rend visite tous les 76 ans et

dont l'apparition fut déjà notée en 240 avant notre ère. Son dernier passage date de 1986. Elle

fut survolée à l'époque par 5 sondes spatiales qui nous ont renvoyé une multitude de données

sur le noyau, la chevelure et la queue. Le passage le plus rapproché, à 600 kilomètres du noyau,

fut réalisé par la sonde européenne Giotto. Cette dernière réussit à prendre des images du

noyau, révélant un corps très sombre en forme de patate, de dimension 16 par 8 kilomètres. La

sonde put aussi mettre en évidence des zones d'émission de jets de poussières sur la face

éclairée par le Soleil.

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