D'OU VIENNENT LES COMETES ?

« Comètes, que l’on craint à l’égal du Tonnerre,
Cessez d’épouvanter les peuples de la terre :

Dans une ellipse immense achevez votre cours ;

Remontez, descendez près de l’astre des jours ;

Lancez vos feux, volez, et, revenant sans cesse,

Des mondes épuisés ranimez la vieillesse. »

Epître à Madame la Marquise du Châtelet.

Voltaire.

Voilà un écrit vieux de trois siècles qui pourrait parfaitement illustrer un exposé scientifique contemporain sur les comètes. Seulement voilà, si ces « astres d’épouvante » sont connus depuis l’aube des temps, l’un des nombreux mystères qui ont intrigué les hommes, leur provenance, n’est percé que depuis une cinquantaine d’années.

Les comètes sont composées de glace et de roches agrégées par une force de gravité faible, mais toujours plus importante que celle qui influe dans les régions d’où elles viennent. Donc la densité des comètes est faible et leur cohésion aussi ; on les a souvent comparées à des boules de neige sale.

Leurs tailles varient. L’ordre de grandeur est la dizaine de kilomètres.

Elles doivent leur nom à leur apparence : le mot grec « coma » dont il est issu signifie « queue » ou « chevelure ».

Ces queues sont constituées de gaz et de poussières qui s’étalent sur plusieurs millions de kilomètres (distance moyenne Terre-Lune : 380 000 kilomètres !).

Ce qui caractérise également ces astres, c’est qu’ils tournent autour du Soleil sur des orbites très excentriques. Ce n’est qu’à l’approche de notre étoile que la glace qui les compose fond, se sublime et libère ces chevelures d’eau et de poussière. Les comètes ne nous sont visibles qu’à ce bref moment de leur existence. Après, elles repartent vers les régions éloignées de notre système stellaire … pour retourner d’où elles viennent … C’est notre question du jour.

Les astronomes distinguent deux grands groupes de comètes selon que leurs périodes de révolution autour du Soleil, leurs cycles, sont inférieurs ou supérieurs à deux cents ans.

En dessous de deux cents ans, on parle de comètes à courtes périodes. Au-delà, et jusqu’à des durées indéterminées, on parle de comètes à longues périodes.

Outre la durée d’un voyage complet autour de notre étoile, les comètes de l’un et de l’autre groupe présentent des caractéristiques propres.

Les comètes à courtes périodes se déplacent sensiblement dans le plan de l’écliptique. C’est à dire celui sur lequel les planètes se déplacent autour du Soleil. Presque toutes circulent dans le sens des planètes.

Comme leurs voyages ne sont pas très longs, il est assez facile d’extrapoler leurs trajectoires à partir du relevé des « routes » qu’elles tracent lorsqu’elles sont visibles. Ainsi a-t-on pu déterminer l’origine spatiale des comètes à courtes périodes, et par là même, répartir ce groupe en deux familles :

-         La famille de Jupiter (révolution inférieure à dix ans). Celles-ci ne dépassent pas l’orbite de Jupiter, qui contrôle leurs mouvements. La comète de Enke en est l’exemple le plus rapide puisqu’elle effectue sa rotation en 3,3ans. Le lieu de naissance de ces comètes serait la ceinture principale d’astéroïdes située entre Mars et Jupiter.

-         La famille de Halley. Ces comètes voyagent au-delà de l’orbite de Neptune. Comme son nom l’indique, cette famille comporte la célèbre comète de Halley qui ne revient dans notre ciel que tous les 76 ans.

Comme beaucoup de comètes proviennent de cette région de l’espace, on en a déduit qu’il devait exister une sorte d’anneau chargé de matériaux qui alimenterait les contingents d’astres chevelus.

C’est à Kenneth E. Edgeworth (1880-1972, astronome, économiste et ingénieur irlandais) que revient le mérite d’avoir évoqué en premier l’idée de cette zone en 1943 et en 1949.

Puis Gérard Kuiper (1905-1973 ; né aux Pays-Bas, naturalisé américain en 1937) a défendu cette théorie qui a été admise plus que démontrée par l’observation.

En fait, elle entrait en concurrence avec l’hypothèse de la présence d’une dixième planète pour expliquer les anomalies orbitales d’Uranus et de Neptune.

Il faut attendre 1992 pour qu’un premier astre « habitant » dans cette région soit découvert, suivi par Quaoar, Varuna (d’un diamètre presque égal à la moitié de Pluton), Chaos et Sedna (dont la taille avoisine celle de Pluton). A partir de ce moment, il ne fait plus de doute que les comètes dont une extrémité de l’ellipse de leurs orbites se situe dans cette région proviennent d’une sorte de disque de petits astres ou rochers qu’Uranus et Neptune perturbent. A leurs passages, les deux grosses planètes « décrochent » de temps à autre des comètes !

Cette ceinture, située entre 30 et 50 Unités Astronomiques comprendrait, par ailleurs, plus de 7000 objets d’une taille supérieure à cent kilomètres.

C’est la ceinture de Kuiper ou d’Edgeworth-Kuiper

Il a été beaucoup plus difficile d’établir la provenance des comètes à longues périodes car les angles des trajectoires sont difficiles à reconstituer tant les moments visibles, à l’aphélie, sont courts au regard d’un voyage complet d’une comète.

En 1932, l’astronome estonien Ernst Öpik suppose qu’il existe un nuage extérieur au Système solaire. Mais l’observation indique assez rapidement que les comètes à longues périodes viennent de notre Système. La forme de nuage reste toutefois intéressante car, à la différence des comètes à courtes périodes, celles-ci ne se déplacent pas dans le plan de l’écliptique ; elles peuvent donc provenir d’une sorte de sphère plutôt que d’une ceinture.

En 1950, l’astronome hollandais Jan Oort reprend l’idée afin de trouver une explication à l’existence même des comètes à notre époque.

En effet, on a vu que les comètes sont de petits objets qui se désagrègent assez facilement et qui perdent de la matière à chaque passage près du Soleil pour produire leurs chevelures. On calcule alors qu’une comète de taille moyenne et de période moyenne a une durée de vie limitée à 500 000 ans environ. Avec ses cinq milliards d ‘années, notre Système solaire devrait s’être « nettoyé » de ses voyageuses fantaisistes ! Comme ce n’est pas le cas, il faut imaginer un réservoir qui libère de nouvelles comètes de temps en temps.

C’est ce que fait Jan Oort qui situe cette région à une distance de 20 000 à 100 000 UA (Proxima du Centaure est à 250 000 UA).

A cette distance, les objets tourneraient assez lentement sur une orbite assez stable. Par moments, des déséquilibres pourraient être produits par les gravités en concurrence du Soleil et des étoiles proches. Alors, un décrochage aurait lieu et une ou plusieurs comètes « s’effondreraient » en direction du Soleil avec une course à longue période, et peut-être, au bout de quelques passages, seraient-elles capturées dans la ceinture de Kuiper pour renouveler le stock de comètes à courtes périodes.

« Ne questionnez point sur son itinéraire

Ce fantôme, de nuit et de clarté vêtu ;

Ne lui demandez pas : Où vas-tu ? D’où viens-tu ?

[…]

Ne soyez pas penseur, ne soyez pas savant,

Car vous seriez un fou »