CERFS-VOLANTS: CARACTÉRISTIQUES, DE QUOI ILS SONT FAITS, FORME ET EXEMPLES - ARTE - 2024

Les comètes sont de petites planètes de forme irrégulière appartenant au système solaire, car elles sont liées au Soleil par la force de gravité. Le terme «comète» vient du grec et désigne le «poil» de la comète, la longue traînée qui devient visible lorsqu'elle s'approche du Soleil.

Les comètes proviennent du nuage de matière originel qui a donné naissance à notre système solaire, actuellement elles sont plutôt vers la périphérie de celui-ci, bien que parfois leur orbite les amène au voisinage de la Terre.

Figure 1. La comète la plus populaire de toutes: Halley. Source: Wikimedia Commons. NASA / W. Liller

Ces visiteurs occasionnels sont composés de grains de matières non volatiles, telles que la poussière et les roches, ainsi que de gaz gelés. Bien qu'ils soient aujourd'hui des membres respectables du système solaire, dans les temps anciens, leur apparition inattendue annonçait des catastrophes et des guerres.

Le célèbre astronome anglais Edmond Halley (1656-1742) fut le premier à étudier les comètes en détail d'un point de vue scientifique. Halley a conclu qu'ils étaient des visiteurs périodiques et a calculé l'orbite de l'un d'entre eux. Sur la base de ses calculs, il a prédit le retour de la comète pour 1757, bien que cela ait été un peu retardé et soit arrivé l'année suivante. La comète porte son nom: la comète de Halley.

Les comètes étaient abondantes dans tout le système solaire primitif, même si aujourd'hui elles sont reléguées à la périphérie, visitant de temps en temps le voisinage du Soleil.La mauvaise réputation qui les a accompagnées pendant si longtemps est injuste, car il est très probable qu'elles aient emporté la glace avec elles. que l'atmosphère des planètes s'est formée, y compris la Terre.

De cette façon, les fondations ont été établies pour que la vie puisse prospérer. Il y a même ceux qui prétendent que la vie est venue sur Terre depuis d'autres endroits de l'espace, précisément à travers les comètes. C'est la théorie bien connue de la panspermie.

De quoi sont faites les comètes?

Le matériau qui compose les comètes est le même que le reste du système solaire, qui provient d'un immense nuage de poussière et de gaz. Ce nuage à son tour provenait probablement d'une explosion de supernova.

Il y a environ 4,6 milliards d'années, le nuage, composé principalement d'hydrogène et d'hélium, tournait lentement autour d'un jeune Soleil et ses particules se heurtaient les unes aux autres. La force de gravité a fait s'agglutiner de nombreuses particules pour devenir des planètes, mais les collisions ont également fragmenté d'autres objets.

Beaucoup d'entre eux sont devenus des astéroïdes et des comètes, ou ont aidé à former d'autres planètes. Par exemple, la composition d'Uranus et de Neptune, planètes extérieures géantes, est très similaire à celle des comètes.

Spectroscopie astronomique

La lumière émise par les comètes révèle de nombreuses informations précieuses sur leur composition et leur structure. Il est possible de réaliser une analyse spectrale - étude de la lumière - de la comète lorsqu'elle se rapproche suffisamment du Soleil. La chaleur intense de l'étoile provoque alors l'évaporation du matériau de la comète, libérant des atomes et des molécules ionisés.

Des photons présentant certaines caractéristiques - raies d'émission - sont également émis, qui sont analysés à l'aide de techniques de spectroscopie. De cette manière, la présence de radicaux libres - des espèces chimiques hautement réactives - peut être identifiée sans équivoque, comme CH, CN et NH2, par exemple.

Parmi les substances qui font partie des comètes figurent l'eau, les composés organiques, l'ammoniac, le méthane, le monoxyde, le dioxyde de carbone et les silicates. Concernant les éléments qu'ils contiennent, du sodium, du fer et du magnésium ont été détectés.

Quelle forme sont les comètes?

La taille d'un cerf-volant typique est, en moyenne, d'environ 10 km de diamètre, bien qu'il y en ait plus de 50 km. Ce n'est pas une taille très impressionnante et son apparence loin du Soleil est très proche de celle d'un astéroïde: un corps plus ou moins amorphe et gelé.

Lorsque la comète s'approche du Soleil et est exposée aux radiations, son apparence change considérablement, apparaissant comme une structure distinctive.

Structure d'une comète

Une comète contient les parties suivantes:

-Coeur

-Cheveux

-Queue

Le poil de la comète ou du coma, fait de poussière et de gaz, est un halo de matière diffuse et brillante qui entoure un centre glacé appelé le noyau. La structure composée du noyau et des cheveux est la tête de la comète.

Ils développent également des queues, appelées caudas. Il y en a généralement deux, bien qu'une comète spectaculaire vue en 1744 ait développé six queues.

L'un des tuyaux est droit et est constitué de gaz et peut mesurer jusqu'à 10 millions de kilomètres. Il apparaît grâce à l'action du vent dit solaire, une pluie de particules hautement ionisées que le Soleil émet en permanence de la couronne solaire. Le champ magnétique associé à ce mouvement des particules éloigne le gaz des cheveux.

L'autre queue ou queue est l'extension de la poussière des poils de la comète, telle qu'elle est vaporisée par la chaleur du Soleil. Elle a une forme incurvée qui s'étend dans l'espace entre 10 et 100 millions de kilomètres.

Figure 2. Structure d'une comète. Source: Wikimedia Commons. Kelvinsong

Certaines personnes confondent les comètes avec des météores ou des étoiles filantes, mais les premières, bien que de forme variable, sont visibles pendant des jours, des semaines et même des mois. Ce qui suit est une image Hubble de la comète 73P / Schwassmann-Wachmann perdant sa queue:

Les étoiles filantes ou les météores, par contre, sont les restes que les comètes ont laissés sur leur chemin près du Soleil. Lorsque la Terre rencontre périodiquement ces débris, les fameuses pluies de météores apparaissent dans le ciel nocturne.

Collisions de comètes

Pendant longtemps, on a pensé que si une comète entrait en collision avec la Terre, il n'y aurait pas de problèmes majeurs, car ces objets sont principalement de la poussière et du gaz.

Cependant, on sait maintenant qu'il peut avoir des résultats catastrophiques, notamment après avoir observé la collision de la comète Shoemaker-Levy 9 avec Jupiter en 1994.

L'orbite de Shoemaker-Levy 9 l'a amené si près de Jupiter que sa puissante gravité l'a fragmenté en morceaux, dont beaucoup se sont rapidement volatilisés, mais d'autres entre 1 et 2 km de large plus ou moins, ont frappé contre la planète.

D'énormes boules de feu et des marques sombres ont été produites dans la haute atmosphère de Jupiter, ce qui a duré un certain temps.

L'onde de choc d'une collision comme celle-là aurait des effets dévastateurs sur la Terre. Sans compter que l'atmosphère assombrie pendant des mois bloquerait la lumière du soleil, empêchant les plantes de réaliser la photosynthèse et interrompant la chaîne alimentaire.

D'où viennent-ils?

À ses débuts, le système solaire était plein de comètes partout, mais au fil du temps, elles se sont éloignées du système solaire interne, peut-être en raison de la puissante gravité des planètes extérieures, bien qu'elles nous visitent de temps en temps.

Il y en a généralement environ quinze ou vingt visibles à tout moment à l'aide de télescopes. Mais lorsqu'il s'agit de comètes visibles à l'œil nu, en moyenne une survient chaque décennie.

Les astronomes pensent que les comètes proviennent principalement de trois régions extérieures du système solaire:

-La ceinture de Kuiper

-Le nuage d'Oort

-Le disque dispersé

Ceinture de Kuiper

L'existence de la ceinture de Kuiper a été proposée par Kuiper et Whipple vers 1950. C'est une zone qui commence près de l'orbite de Neptune et se poursuit dans un rayon de 10 unités astronomiques (ua) au-delà de Pluton.

Une unité astronomique équivaut à la distance qui sépare la Terre du Soleil, soit 150 millions de kilomètres. Mesurée avec le Soleil en son centre, la ceinture de Kuiper a un rayon compris entre 30 et 55 ua

De nombreuses comètes ont quitté le voisinage du système solaire pour atteindre cette région, en raison de l'interaction gravitationnelle. De nouvelles comètes s'y forment aussi.

La ceinture de Kuiper abrite également des objets trans-neptuniens, qui sont des membres du système solaire dont l'orbite est au-delà de Neptune. Le diamètre de ces objets varie de 100 à 1000 kilomètres, donc Pluton et sa lune Charon sont les plus grands objets trans-neptuniens connus à ce jour.

Peut-être que les objets trans-neptuniens étaient destinés à devenir une autre grande planète, mais pour une raison quelconque, ce n'était pas le cas. Peut-être était-ce parce que le matériau qui le composait était trop dispersé après la formation de Neptune et que la gravité n'était pas suffisante pour le compacter.

Nuage d'Oort

De son côté, le Nuage d'Oort ou Nuage d'Opik-Oort, est un énorme amas sphérique rempli de comètes qui entoure le Soleil dans un rayon de 1 année-lumière ou 50 000 UA. Sa taille est bien plus grande que la ceinture de Kuiper.

Certaines des comètes les plus frappantes proviennent de cette zone de l'espace, ainsi que les comètes dites de longue période. La période est le temps qu'il faut à la comète pour parcourir son orbite, si elle est très longue, la période est plus longue.

Les astronomes pensent que peut-être la comète la plus connue de toutes, la comète de Halley, bien qu'elle n'ait pas une longue période, vient du nuage d'Oort et non de la ceinture de Kuiper, comme on pouvait s'y attendre. La comète de longue période Hale-Bopp vient également de là.

Ce qui se passe, c'est que l'attraction gravitationnelle du Soleil diminue avec la distance, puis d'autres étoiles et objets peuvent modifier l'orbite de ceux du nuage d'Oort. De cette manière, ils peuvent modifier considérablement leur orbite et être envoyés à l'intérieur du système solaire.

Figure 3. Schéma montrant le système solaire interne, le système solaire externe, le nuage d'Oort et l'orbite de Sedna. Source: Wikimedia Commons. Basketteur

Le disque dispersé

Récemment, des astronomes ont proposé l'existence d'une nouvelle région du système solaire, appelée disque dispersé ou disque diffus. Il chevauche en partie la ceinture de Kuiper, s'étendant peut-être sur 500 ua ou un peu plus.

Le nombre d'objets dans cette zone n'est pas non plus clair, mais ils sont connus pour être rocheux et glacés, composés de métal et de glace. La taille de ces objets est également de l'ordre de 100-1000 km et certains sont encore plus grands, par exemple la planète naine Eris, 2300 km de diamètre, plus grande que Pluton.

Leurs orbites sont très allongées et les astronomes pensent que cela est dû à l'influence gravitationnelle de Neptune.

Dans la figure ci-dessus, dans le coin inférieur droit se trouve l'orbite de Sedna, un objet trans-neptunien que certains astronomes pensent être dans le nuage d'Oort et d'autres dans le disque dispersé. Il a été découvert en 2003 et est le membre du système solaire avec la plus longue période connue à ce jour.

Que produit la queue lumineuse des comètes?

Les queues des comètes, leur caractéristique la plus frappante vue de la Terre, se forment lorsqu'elles sont suffisamment proches du Soleil.

Les particules de gaz de la comète entrent en collision avec le courant du vent solaire et interagissent avec les photons hautement énergétiques du Soleil, réussissant à les déplacer et à les éloigner de l'étoile. C'est pourquoi nous voyons toujours que la queue de la comète pointe dans la direction opposée au Soleil.

Plus la comète se rapproche de l'étoile, plus elle devient brillante. C'est pourquoi les comètes sont mieux vues peu après le coucher du soleil dans le ciel occidental, ou peu avant le lever du soleil dans le ciel oriental.

Quelle est la forme de l'orbite des comètes?

Les orbites des comètes sont des courbes coniques, presque toujours des ellipses avec une grande excentricité. Autrement dit, ce sont des ellipses très aplaties, contrairement aux orbites des planètes, dont l'excentricité les rapproche assez de la circonférence. Parfois, l'orbite peut même être parabolique ou hyperbolique.

La force de gravité exercée par le Soleil et les autres composants du système solaire est responsable de l'orbite. Et dans une moindre mesure, les gaz que dégage la comète elle-même.

L'orbite de très nombreuses comètes les rapproche assez du voisinage de la Terre, le soi-disant système solaire interne, mais elles ne sont presque toujours observables qu'à travers des télescopes.

Cerfs-volants de courte période

La période d'une comète, c'est-à-dire le temps qu'il faut pour parcourir son orbite, est proportionnelle à sa taille. Il y a des comètes de très courte période, comme l'Encke, qui met 3,3 ans pour visiter la Terre. Il faut entre 74 et 79 ans pour que la comète de Halley soit revue.

Ces comètes sont classées comme des comètes de courte période, dont les orbites les emmènent près de Jupiter ou même au-delà de l'orbite de Neptune. Il faut moins de 200 ans pour terminer. Environ une douzaine d'entre eux arrivent chaque année dans le système solaire interne, mais vous avez besoin d'un télescope pour les observer.

Cerfs-volants longue période

Pour leur part, les comètes de longue période mettent plus de 200 ans à parcourir leur chemin et leurs orbites sont généralement paraboliques. On pense qu'ils viennent du lointain nuage d'Oort.87

Exemples de comètes célèbres

Les comètes les plus célèbres portent le nom de leurs découvreurs. Ils sont également nommés avec des chiffres et des lettres selon un code établi par les astronomes, qui comprend la période et l'année de la découverte.

Voici quelques-unes des comètes les plus remarquables:

Comète de Halley

C'est sans aucun doute la comète la plus remarquable de toutes et la mieux documentée. Il visite la Terre environ tous les 75 ans et de nombreux chroniqueurs du monde entier ont enregistré son apparition depuis 240 avant JC, bien qu'ils ne se soient pas rendu compte qu'il s'agissait du même objet, jusqu'à ce qu'Edmund Halley ait calculé son orbite et prédit son retour.

La visite de 1986 a été utilisée pour étudier directement sa structure à travers la mission Giotto sans pilote. Son noyau est estimé à environ 15 km de large environ.

Halley devrait revenir sur Terre d'ici 2061, cependant, chaque fois que la comète nous rendra visite, elle laisse ses restes éparpillés autour de l'orbite terrestre. La pluie de météores connue sous le nom d'Orionides, visible chaque octobre, fait partie de ces débris, ainsi que les Eta-Aquarids, qui apparaissent entre les mois d'avril et mai.

Tempel-Tuttle

Le Tempel-Tuttle est célèbre pour être le père des Leonids, une autre pluie de météores notable. Elle a été découverte au 19ème siècle et est une comète de courte période: il faut 33 ans pour parcourir son orbite.

Il n'est pas aussi visible que la comète de Halley, car il n'est pas visible à l'œil nu. Leur prochaine visite aura lieu en 2031. Alors que Tempel-Tuttle s'approche de la Terre, les Léonides intensifient leur activité pour devenir des tempêtes de météores.

Hale-Bopp

Figure 4. Vue de la comète Hale-Bopp lors de sa visite en 1997. Source: Wikimedia Commons. Tequask.

Cette comète a visité la Terre à la fin du 20e siècle et est connue sous le nom de Grande Comète de 1997, étant visible pendant un peu plus d'un an. Sa luminosité était inhabituelle, tout comme la taille de son noyau: 40 km de large. Beaucoup de gens pensaient qu'un vaisseau extraterrestre arriverait sur Terre avec lui.

L'étude de sa lumière par spectroscopie a révélé la présence de composés organiques, d'une grande quantité d'eau lourde - oxyde de deutérium - et d'une queue de sodium notable, en dehors des queues décrites dans les sections précédentes.

Il est toujours observable à travers de grands télescopes et sa prochaine visite aura lieu dans 2380 ans.

Shoemaker-Levy 9

C'est la comète remarquable pour avoir impacté la surface de Jupiter en 1994. Elle a permis aux scientifiques de découvrir en partie la composition de l'atmosphère de Jupiter, dans laquelle se trouvaient du soufre, de l'ammoniac, du sulfure de carbone et du sulfure d'hydrogène, entre autres composés..

Références

1. Astronomie pour les débutants. Comètes. Récupéré de: astronomia-iniciacion.com.
2. Chodas, P. Introduction aux comètes et aux astéroïdes. Récupéré de: stardustnext.jpl.nasa.gov.
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4. Oster, L. 1984. Astronomie moderne. Éditorial Reverté.
5. Wikipédia. Kite. Récupéré de: es.wikipedia.org.