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Les comètes
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Les comètes sont des objets qui se baladent dans l’espace depuis la création de notre système solaire, mais tout le monde ne sait pas ce que c’est. De quoi sont-elles faites ? Est-ce qu’elles sont grandes ? Elles ont suscité de nombreuses croyances ainsi qu’intéressé de nombreux savants et astronomes dès leurs premières observations. Tout au long de l’histoir, les hommes cherchent à trouver des réponses à ces corps périodiques qui planent dans le ciel. Mais quels sont ces croyances et ces mythes ? Et où vont-elles ? Pour obtenir les réponses à ces questions lisez et apprenez.
Description d’une comète et différente partie de la comète
Tout d’abord les comètes sont des corps orbitant autour d’un soleil et elles se situent à des milliards de kilomètres. Quand elles sont déséquilibrées par des champs magnétiques, ou encore par des effets de gravitation des étoiles proches, elles plongent vers le Soleil et cela les rend visibles. Il existe des milliards de comètes et elles peuvent apparaître n’importe où dans le ciel.
En 1995, 878 comètes on été répertoriées et leur orbite, grossièrement calculée. Dans ces 878 comètes, 184 sont des comètes dites périodiques (avec une période orbitale de moins de 200 ans). Certaines autres de ces comètes sont peut-être périodiques mais leurs orbites n’a pas été calculée assez précisément pour le savoir.
Lorsque les comètes sont au-delà de la ceinture d’Astéroïdes elles sont invisibles, car il ne s’agit que d’un bloc de glace qui se dirige vers le Soleil. Ensuite lorsqu’elles passent la ceinture d’Astéroïdes la chaleur fait évaporer les glaces superficielles et elles se divisent en plusieurs parties distinctes :
Tout d’abord, le noyau est relativement solide et stable. Il est surtout composé de glace et de gaz avec une petite quantité de poussières ainsi que d’autres solides.
Ensuite, il y a la chevelure qui est très dense en nuages d’eau, en dioxyde de carbone et en gaz neutres qui se sont sublimés du noyau (qui sont passés de l’état de glace à l’état de vapeur d’eau)
Puis, se trouve le nuage d’hydrogène qui est une énorme enveloppe d’hydrogène neutre mais très peu dense. Elle fait environ des millions des kilomètres de diamètre.
De plus, il y a la queue de poussière qui peut mesurer jusqu’à 10 millions de kilomètres de long. Elle est composée de poussière de la taille des particules de fumée échappées du noyau. C’est la partie la plus voyante à l’œil nu de la comète.
Pour finir, il y a la queue de gaz pouvant être de 100 millions de kilomètres de long. Elle est composée de plasma.
Après environ 500 passages près du Soleil la comète à perdu la plus grande partie de sa glace et de ses gazes. Il ne reste donc plus qu’un simple rocher à l’apparence très semblable d’un astéroïde. On en découvre constamment des nouvelles mais les plus célèbres sont la Comète de Halley, La Comète de West et plus récente la Comète SL9.
Précision sur les parties :
Le noyau :
Le noyau se forme à partir d’un corps solide constitué de glace (eau, monoxyde et dioxyde de carbone) et de matières météoriques condensées. Ces glaces se subliment (solide —> gaz) quand elles sont exposées au Soleil. Ce changement d’état provoque la formation de la chevelure. Le diamètre du noyau est entre quelques centaines de mètres et quelques dizaines de kilomètres. Par exemple la comète de Halley à un noyau de 15 km. La forme d’un noyau de comète n’est pas sphérique.
La chevelure :
La chevelure (ou coma) est composée d’atomes, de gaz et de poussière issues u noyau de la comète et libérés sous forme de jets de gaz. Très vite le rayonnement ultraviolet du Soleil fais briller la chevelure près du noyau (ionisation). Son diamètre est en général entre 50 000 et 250 000 km. La chevelure de la comète de Halley contient 80% d’eau, 10% de monoxyde de carbone et 10% d’ammoniac, de dioxyde de carbone et de méthane.
Les queues :
Ensuite, la deuxième queue est plus large que la première et est constituée de poussière.
Enfin, la troisième queue est la queue d’hydrogène invisible à l’œil nu et qui [peut atteindre de dimensions phénoménales.
Les dimensions des queues sont considérables : elles peuvent atteindre des longueurs de 30 à 80 gigamètres. C’est à dire des milliards de mètres.
En conclusion, Toutes les comètes sont composées de la même façon mais certaines on plus de matières que d’autres. Pour plus d’information sur la Comète de Halley ou encore la Comète West consulter les référence suivante : Halley, West
Les mythes et les croyances
Le mot comète vient du grec « komêtês » qui signifie chevelu ainsi que du latin « coma » qui veut dire chevelure.
Le fait que les comètes aient une chevelure a beaucoup renforcé le côté néfaste de ces dernières. Dans certaines civilisations la chevelure est associée au péché. En Chine, elle est signe de deuil ou encore en Inde et en Grèce les êtres chevelus sont associés à des êtres maléfiques.
Tout au long de l’histoire, les comètes ont intéressé, fasciné et même inquiété les hommes de toutes les civilisations.
Les plus anciennes apparitions remontent à 253 avant J-C, mentionnées sur des tablettes par des Babyloniens. Les chinois dès le 4e siècle avant J-C furent les premiers à constituer un atlas où ils décrivirent toutes les comètes observées.
Atlas Chinois
Dès lors, les comètes ont été interprétées de différentes manières. Les caractères magiques que l’on leur a attribués ont suscités un mélange de fantasmes et d’angoisses qui n’ont cessé de s’entremêler.
Dès l’Antiquité
Mythologie grecque : La chute de Phatéon
Hélios (personnification du Soleil dans la mythologie grecque), avait promis à son fils Phatéon, de réaliser le vœu qu’il souhaitait. Son fils lui demanda de conduire le char du soleil à travers la voûte céleste pendant la journée. S’envolant dans le ciel il donna naissance à la Voie Lactée puis en plongeant dans la Terre, il provoqua la coloration de la peau en noir des populations sub-sahariennes ainsi qu’une sécheresse. Zeus n’approuvant pas, décide de lancer un éclair en direction du char du soleil. Son corps sera expulsé du char et tombera en flammes dans l’Eridan (dieu fleuve).
Selon le philosophe grec Aristote, Les comètes sont associées à des phénomènes atmosphériques, il s’agit de gaz provenant de fissures de roches qui s’entassent dans les régions sublunaires et y prennent feu.
Aristote (384 - 322 av. J-C)
Au Moyen-Âge
Les croyances religieuses considéraient les corps extra-lunaires divins, ce qui signifiait pour eux la perfection. Alors que les comètes observées changeaient perpétuellement d’aspect donc ont les classa comme des corps sublunaires, tout ce qui était considéré comme imparfait.
Temps Modernes
Tycho Brahe, astronome danois qui observa en 1577 la grande comète, démontra que les comètes devaient se situer beaucoup plus loin de la Terre que de la Lune et non en dessous de la Lune et de notre atmosphère comme l’avait observé Aristote.
En 1568, Andréas Celichius, évêque luthérien d’Almark écrit :
"L’épaisse fumée des péchés humains s’élève chaque jour, à chaque heure et à chaque instant tout emplie de puanteur et d’horreur devant la face de Dieu. Elle devient peu à peu si épaisse qu’elle en forme une comète à la chevelure tressée, qui est finalement enflammée par la colère du Suprême Juge Céleste".
Après avoir été examinées par de nombreux astronomes comme Ptolémée et Gallilé c’est Edmond Halley, qui en 1682, sur la base de la théorie de Newton, est le premier à déterminer la périodicité de la comète. Après avoir observé une comète dont il parvint à prouver qu’il s’agissait de la même observée en 1531 et en 1607, il sût prévoir le retour périodique d’une comète, celle qui porte aujourd’hui sont nom Halley.
Actuellement
Encore aujourd’hui, malgré les études scientifiques ont attribue aux comètes différentes croyances.
Pour les Pawnees, des indiens d’Amérique du Nord, ils voient en les comètes de la matière cérébrale.
Des indigènes du golfe du Bengale croient que les comètes sont des torches qui sont lancées dans les airs par les esprits de la forêt afin de mieux voir les hommes la nuit.
Certains Aborigènes d’Australie pensent que les comètes sont des bâtons de feu chevauchés par des Chamans.
Pour les Seneca, une tribu indienne d’Amérique du Nord, il s’agit d’une vieille sorcière sur son balai de feu, qui un jour aurait été poussée par son jeune amant lassé, au fond d’un gouffre sans fin de l’Univers.
Après la description d’une comète pour savoir exactement ce que c’est ainsi qu’avoir eu un aperçu d’un historique pour savoir ce que raconte la mythologie sur elles, voici une explication sur leur trajectoire. Que font-elles comme trajet ? Est-ce qu’on peut revoir plusieurs fois la même comète ? C’est ce que l’on va tenter d’expliquer.
Les orbites et les éléments orbitaux
La trajectoire d’une comète ou même d’un autre corps céleste s’appelle une orbite que l’on peut décrire comme un ensemble de point que la comète va occuper dans le temps.
L’orbite des comètes est définie par six paramètres que l’on appelle "élément orbitaux". Ces six paramètres sont les suivants :
- T (la période)
- ω (argument de latitude du périhélie)
- Ω (longitude du nœud ascendant)
- i (inclinaison)
- q (distance périhélique)
- e (excentricité)
L’inclinaison i
C’est l’angle que le plan de la trajectoire de la comète a avec le plan de l’écliptique qui est la trajectoire de la Terre. Cet angle doit être compris entre 0 et 180 degrés.
La longitude Ω du nœud ascendant
C’est l’angle entre la ligne des nœuds et la direction du point vernal. La ligne des nœuds est la ligne où il y a un croisement entre la comète et le plan écliptique (point ascendant) et avec la direction du point vernal (point descendant). Le point vernal est une position particulière du Soleil et il est utilisé comme point de repère en astronomie.
L’argument ω du périhélie
C’est l’angle formé par la ligne des nœuds et la direction du périhélie c’est donc la droite à laquelle appartiennent le Soleil et le périhélie de la trajectoire de la comète. Le périhélie est le point de l’orbite d’un corps céleste qui est le plus proche du Soleil.
L’excentricité e
Il y a plusieurs types d’orbites dont elliptiques, paraboliques, hyperboliques ou circulaires :
- Les trajectoires circulaires ont une excentricité qui est égale à 0 (e=0)
- Les trajectoires elliptiques sont celles dont l’excentricité est inférieure à 1 (0<e<1)
- Les trajectoires paraboliques ont une excentricité qui est égale à 1 (e=1)
- Les trajectoires hyperboliques ont une excentricité qui est supérieure à 1 (e>1)
Il faut souligner que ces éléments orbitaux peuvent être modifiés quand par exemple une comète passe trop près d’une planète, en particulier Jupiter. Ce fût le cas en 1994 quand la comète Shoemaker-Levy 9 est passée trop près de Jupiter. Cela a dévié sa trajectoire, puis, elle s’est fragmentée avant de s’écraser sur cette planète gazeuse géante. Dans ce genre de cas, on appelle cela une perturbation gravitationnelle. Il existe aussi des perturbations non-gravitationnelles et qui ne sont pas prévisibles, selon l’activité du noyau.
Donc, ces éléments orbitaux ne sont pas définitifs, ce qui fait qu’on les recalcule à chaque passage des comètes.
Les comètes périodiques
Il y a différents types de comètes dont celles qui sont appelées périodiques. Ce sont celles qui ont une orbite elliptique et qui tournent autour du Soleil.
On dit généralement qu’une comète dont la période est inférieure à 200 ans est à courte période et elles seraient originaires de la ceinture de Kuiper. Alors que quand la période est supérieure à 200 ans, les comètes devraient provenir du nuage d’Oort.
Les comètes qui sont attachées au système solaire ont généralement une excentricité inférieure à 1, ce qui veut dire qu’elles ont une orbite elliptique et qu’elles sont donc des comètes périodiques. Mais il y a des exceptions où leur excentricité est supérieure à 1, donc avec une orbite hyperbolique et donc non périodique, mais ce sont des cas rares. Il y a deux explications possibles en ce qui concerne ces rares cas : soit elles proviennent de l’extérieur du système solaire ou alors ce sont des comètes dont l’orbite a subi des perturbations et du coup, ça va la faire sortir du système solaire.
Il y a environ 229 comètes périodiques connues dont la comète Halley qui a une période T de 76.09 a. On peut donc voir que si on compare la comète de Halley et une autre comète non périodique comme Morehouse qui ne viendra jamais car sa période est infinie (∞) ou Hale-Bopp qui revient tous les 2357 ans, on peut constater qu’il peut donc y avoir une grande différence entre les différentes comètes.
En conclusion, chaque comète a une orbite spécifique et aucune ne fait le même trajet que les autres. Elles ont plusieurs origines possible dont la ceinture de Kuiper et le nuage d’Oort ce qui change leur période selon leur provenance. Il y a des comètes qui reviennent et d’autre pas, qui sont périodiques ou pas ou qui ont des trajectoires de même genre (parabolique, hyperbolique, circulaire ou elliptique) mais qui n’ont pas la même période selon le diamètre de l’orbite.