Il y a environ 4,5 milliards d’années, un vaste nuage de gaz, de poussière, de glace et de minéraux s’est effondré pour former le Soleil et les planètes. Les plus petits amas qui ne se sont jamais transformés en planètes sont devenus les astéroïdes et les comètes que nous observons aujourd'hui. Tout comme les planètes diffèrent par leur taille, leur composition et leur climat, les comètes sont très diverses et leurs températures varient considérablement tout au long de leur voyage autour du Soleil.
Les comètes diffèrent fondamentalement des astéroïdes par la forme de leurs orbites. Alors que les astéroïdes tournent autour du Soleil selon des trajectoires quasi circulaires, les comètes suivent des ellipses très allongées. Cela signifie qu'une comète passe la plupart de son temps loin du Soleil, pour ensuite s'approcher rapidement et de près. Il existe deux catégories principales :
La vitesse d'un objet en orbite est inversement proportionnelle à sa distance au Soleil. La Terre complète une orbite en un an; Jupiter en prend environ 12. Les comètes, avec leurs segments à double orbite, peuvent dépasser le Soleil en quelques mois, puis dériver pendant des décennies, des siècles, voire des millénaires, dans la ceinture de Kuiper (30 à 50 UA) ou dans le nuage d'Oort (≈50 000 UA). La majeure partie de la vie d’une comète se déroule dans ces régions froides et isolées.
Malgré leurs différences, toutes les comètes partagent une structure commune :un noyau solide composé de glace, de poussière et de matière rocheuse. Lorsqu’une comète s’approche du Soleil, le chauffage solaire provoque la sublimation des composés volatils, formant ainsi une enveloppe gazeuse appelée coma. Le vent solaire chasse ensuite ce gaz, créant la queue emblématique qui pointe à peu près à l'opposé du Soleil.
Les températures cométaires sont extrêmes et très variables. Dans la ceinture de Kuiper et le nuage d’Oort, loin de l’influence du Soleil, la température ambiante oscille autour de –220°C (–364°F). Lors d’un passage proche du périhélie, les températures augmentent considérablement :certaines comètes deviennent chauffées jusqu’à des milliers de degrés, tandis que les plus extrêmes, les sungrazers, peuvent atteindre des millions de degrés lorsque leurs couches externes sont dépouillées par le rayonnement intense et le vent du Soleil. Ce changement spectaculaire – de l'obscurité glaciale au plasma brûlant – est à l'origine de l'activité spectaculaire que nous observons lorsqu'une comète s'approche du système solaire interne.