Par Chris Deziel
Mis à jour le 30 août 2022
John White Photos/Moment/GettyImages
Comprendre les orbites cométaires commence par une compréhension de base du mouvement planétaire. Bien que la gravité du Soleil permette un vaste espace ouvert, les planètes, à l'exception de Pluton, se limitent à une bande relativement mince autour du Soleil, s'écartant rarement de plus de quelques degrés de ce plan.
Les comètes, en revanche, peuvent avoir des orbites très inclinées, parfois presque perpendiculaires, par rapport à cette bande. Leurs chemins sont façonnés par leurs origines et les forces qui les ont transportés dans le système solaire interne.
La première loi de Kepler nous dit que tous les objets tournent autour du Soleil selon des ellipses, avec le Soleil au centre d’un seul foyer. Les orbites planétaires sont presque circulaires, tout comme les trajectoires de la plupart des astéroïdes et des corps glacés de la ceinture de Kuiper. Les comètes à courte période, qui émergent de la ceinture de Kuiper, partagent cette bande quasi circulaire semblable à une planète.
Les comètes à longue période proviennent de plus loin, dans le nuage d’Oort, une coquille sphérique lointaine entourant le système solaire. Leurs orbites peuvent être si allongées qu’une comète peut rester invisible pendant des siècles, voire des millénaires. Certains suivent des trajectoires paraboliques, ce qui signifie qu'ils ne traversent le système solaire qu'une seule fois avant de retourner dans l'espace interstellaire.
Le Soleil s'est formé à partir de l'effondrement d'un nuage de gaz et de poussière il y a 4,6 milliards d'années. Lorsque la gravité rassemblait la matière, la conservation du moment cinétique faisait tourner la matière, formant un disque aplati. Le noyau s'est suffisamment chauffé pour enflammer la fusion de l'hydrogène, stoppant ainsi toute nouvelle accrétion.
Les amas restants dans le disque se sont fusionnés en planètes. Celles situées à la périphérie, suffisamment loin pour échapper au disque interne dense tout en restant liées par la gravité, sont devenues des planètes naines, des astéroïdes et des corps glacés qui deviendront plus tard des comètes.
Les astéroïdes sont principalement rocheux ou métalliques. Les comètes sont souvent décrites comme des « boules de neige sales », composées de glace, de poussière et de gaz gelés. Loin du Soleil, le noyau glacé d’une comète est pratiquement impossible à distinguer d’un astéroïde. Lorsqu'elle s'approche du Soleil, la chaleur solaire vaporise la glace, formant une coma rougeoyante et une queue qui peut s'étendre de la Terre au Soleil, toujours pointée dans le sens opposé au Soleil en raison du vent solaire.
Les comètes à longue période peuvent voyager à travers le système solaire sur des orbites dont les périodes dépassent celle d’une vie humaine. La deuxième loi de Kepler signifie qu’ils se déplacent lentement à l’aphélie, passant la plupart de leur temps invisibles. Cependant, à moins d'être dérangés, ils reviendront.
Parfois, nous rencontrons des objets interstellaires – des comètes ou des astéroïdes qui sont entrés dans le système solaire selon une trajectoire hyperbolique et non liée. L'exemple le plus célèbre est celui d'Oumuamua, détecté en 2017. Il présentait un profil en forme de cigare et se déplaçait à des vitesses incompatibles avec une orbite limitée, suggérant une origine interstellaire.
La comète de Halley, identifiée pour la première fois par Edmund Halley au XVIIIe siècle, illustre la dynamique d'une comète à courte période. Sa période orbitale est d'environ 74 à 79 ans, influencée par les poussées gravitationnelles de planètes comme Vénus et par les jets dégazants qui agissent comme un système de propulsion subtil.
Avec une excentricité d’environ 0,97, l’orbite de Halley est très allongée, bien plus que celle de la Terre (0,02) ou de Pluton (0,25). Il voyage d'un périhélie de 0,6 UA à un aphélie au-delà de l'orbite de Pluton.
Son inclinaison de 18° par rapport à l'écliptique et sa rotation rétrograde (opposée à la direction du mouvement orbital) suggèrent qu'elle ne s'est pas formée au sein du même disque protoplanétaire qui a donné naissance aux planètes.
L'étude des orbites des comètes révèle l'histoire dynamique du système solaire, la répartition des corps glacés dans les confins extérieurs et le risque potentiel d'impact d'objets de longue période ou interstellaires. Cela souligne également la diversité des petits corps qui gravitent autour de notre Soleil.