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Les comètes Introduction (I) Quelle émotion devaient éprouver les observateurs de jadis lorsqu’ils apercevaient dans les lueurs flamboyantes et bleues nuit du crépuscule une épée un peu floue suspendue dans le ciel... Cet objet ensiforme avait effectivement de quoi les inquiéter. Pas étonnant qu’ils aient assimilé ce phénomène à une malédiction. Autre temps autre moeurs, aujourd’hui on ne peut que s’émerveiller devant cette beauté évanescente et ressentir une forte excitation en observant une comète traverser ainsi le ciel silencieusement, signant son passage de vapeurs et de poussières éphémères. Ne manquez pas d'observer ce spectacle...
A l'image de dame Nature, les comètes sont des entités complexes. Simples et pures vues de loin, elles révèlent aux regards charmés une structure et une constitution très complexes sujettent aux sautes d'humeur de leur coeur de pierre et de glace et du vent solaire qui souffle dans leur chevelure. A l'heure où sont écrites ces lignes bien des questions demeurent sans réponses concernant leurs origines, la constitution de leur noyau ou la dynamique qui préside à l'émission de matière. Comme dame Nature, les comètes sont secrètes et ne se laissent pas facilement apprivoiser. Mais la Science bardée d'instruments toujours plus indiscrets est bien décidée à dévoiler leurs secrets. Histoire abrégée Déjà relatées sur les tables cunéiformes des Babyloniens en l'an 164 avant JC, les comètes font partie de notre décor naturel depuis plus de 2500 ans. On trouve également leurs traces dans de vieilles annales chinoises retrouvées auprès de momies remontant au IVeme siècle avant JC, dont les textes décrivent 29 types de comètes (tombe de Li Cang, Marquis de Dai, Musée Provincial Hunan).
Dans l'Antiquité, les comètes n'étaient pas encore considérées comme des astres mais représentaient, comme beaucoup d'autres manifestations, des signes de mauvais présages issus des ténèbres. Selon l'une des nombreuses interprétations, cela remonte à une époque où les femmes en deuil devaient délier leurs cheveux pour manifester leur chagrin. En s'approchant du Soleil, les comètes ressemblant à une chevelure au vent, comme d'autres signes du destin, elles symbolisaient le deuil ou annonçaient les malheurs à venir, guerre, épidémie, famine et leurs lots de souffrances.C'est ainsi qu'une comète apparut 6 mois avant l'assassinat de Jules César... selon les astrologues. Cette croyance subsista jusqu'au début du XXeme siècle mais depuis longtemps les "hommes savants" ne croyaient plus en ces légendes, en particulier le célèbre Cicéron. Aristote (384-322 avant JC), disciple de Platon, affirmait dans les "Météorologiques" que les comètes étaient des corps différents des nuages mais il les associait à des phénomènes atmosphériques, appartenant "à la première partie du monde, celle constituée d'une exhalaison sèche et chaude située en-dessous des sphères circulaires [...] Des gaz inflammables s’échappent de fissures dans les roches, s’amassent dans les couches supérieures de la région sublunaire et s’y enflamment. La libération rapide de ces gaz serait à l’origine des étoiles filantes tandis que leur dissipation lente provoquerait l’apparition d’une comète". Selon son opinion, ces astres chevelus étaient des "exhalaisons [...] emportées autour de la Terre par la translation et le mouvement circulaire[...] Son interprétation de sa chevelure était cependant moins précise, faisant intervenir "un principe igné, [...] mais sans que ce principe soit en quantité suffisante pour assurer une combustion rapide et complète, ni si faible qu'il s'éteigne rapidement". Bien que sa théorie ne s'opposait à aucun concept en vigueur, il va sans dire qu'elle était totalement fausse. Heureux aujourd'hui, l'université grecque fondée en sa mémoire a revu son opinion ! Apollonius de Rhodes (dit d'Alexandrie ou le Myndien, fl. 270-181 avant JC) succéda à Eratosthène de Cyrène (235-195 avant JC) à la Bibliothèque d'Alexandrie et devint notamment célèbre pour avoir écrit en autres poèmes, l'Expédition des Argonautes, des grammaires et proposé plusieurs explications concernant le mouvement des astres.
Apollonius ne partagea pas du tout l'opinion des Chaldéens - qui sera également celle d'Aristote - à propos de l'origine des comètes. Selon Apollonius : "les comètes ne sont pas des assemblages de planètes ; mais une foule de comètes sont des planètes réelles. Ce ne sont pas des apparences illusoires, des feux qui s'étendent d'un astre à un autre, ce sont des astres particuliers : les comètes sont ce que sont le soleil et la lune. Le caractère de leur forme est de n'être pas ronde, mais élancée et longue. Leur orbite n'est pas visible; elles parcourent les plus hautes régions du monde, et ne se font apercevoir que quand elles arrivent dans la partie inférieure de leur orbite". Deux siècles plus tard, dans ses "Questions naturelles" (Livre VII, 17), le philosophe Sénèque né en l'an 3 après JC et qui aimait discuter de sciences avec son disciple Lucilius, évoque ce citoyen d'Alexandrie aux idées révolutionnaires dont il partage l'opinion : "Apollonius dit que beaucoup de comètes se meuvent comme des planètes… Seulement leur forme, comme leur orbite est plus allongée. La comète nous est invisible, tant que sa course se prolonge dans les régions les plus éloignées de l'univers; elle ne nous apparaît que dans sa course la plus rapprochée de nous". Sénèque réfute l'opinion d'Aristote et conclut avec intelligence : "Si, nous objecte-t-on, les comètes étaient des espèces de planètes, elles ne sortiraient pas du zodiaque. Mais quel homme oserait assigner aux astres une route unique?… Les planètes mêmes décrivent des orbites différentes les unes des autres; pourquoi n'y aurait-il pas d'autres corps célestes; qui auraient chacun une route particulière à parcourir, quoique fort éloignée des routes que suivent les planètes?…"
Il faudra attendre 1578 et les observations de l'astronome danois Tycho Brahé pour confirmer les propos d'Apollonius de Rhodes et de Sénèque. Médiocre mathématicien mais habile observateur, Tycho observa une comète et estima sa distance à plus de... 230 rayons terrestres. Tycho confirmait l'idée d'Apollonius qui plaçait les comètes auprès des "étoiles errantes", dans l'orbe des planètes mais sur des orbites propres. Alors que Copernic venait de placer le Soleil au centre des orbes, la Terre et la Lune tournant autour de lui, Tycho résista à cette idée mais voulut tout de même prouver à son tour qu'Aristote se trompait. Mais c'est à Sir Edmund Halley (1656-1742), géophysicien et astronome Royal à l'Observatoire de Greenwich, que nous devons la vision quasi moderne des comètes. Contemporain de Newton avec lequel il discuta de la gravitation à maintes reprises, Halley démontra que les comètes suivaient une orbite elliptique dont le Soleil occupait l'un des foyers. Il découvrit par ailleurs dans ses archives qu'une comète brillante ayant la même orbite était déjà passée en 1531, en 1607 et en 1682. Cela faisait plus qu'une simple coïncidence, d'autant que les intervalles de temps étaient quasi identiques (76 et 75 ans).
Mais Halley savait que les orbites des comètes obéissaient aux lois des perturbations à "n corps", une question mathématique très complexe qu'il ne prit pas le temps de résoudre. Il prédit néanmoins le retour de la comète pour fin 1758 ou début 1759. Malheureusement, il ne vécut pas assez longtemps pour l'observer. Halley était mort depuis 15 ans quand Jérome Lalande, Alexis Clairaut, et Nicole-Reine Lepaute (1723-1788) entreprirent en 1757 de calculer la date exacte du retour de la comète en tenant compte des perturbations engendrées par Jupiter et Saturne. Après avoir calculé la trajectoire de la comète jour par jour, Clairaut put annoncer en novembre 1758 le passage au périphélie (le point le plus proche du Soleil) pour la mi-avril 1759. La comète sera effectivement retrouvée, fidèle au rendez-vous, par l'astronome amateur allemand Johann Georg Palitsch, la nuit du 26 au 27 décembre 1758. Elle présentait une queue de 20°. Elle passa au périhélie le 13 mars 1759 et sera suivie jusqu'en juin de cette année là. En hommage au célèbre astronome, on la baptisa la comète de Halley (1P/1758 Y1). Grâce à ses travaux, nous savons aujourd'hui que la comète de Halley fut observée sans interruption depuis l'an 240 avant notre ère (texte chinois du "Shih chi"), tout d'abord par les astrologues chinois puis par les européens. Selon les scientifiques du centre JSC de la NASA, une comète comme Halley effectue en moyenne 16000 fois le tour du Soleil avant de disparaître. Halley est sur son orbite actuelle depuis au moins 16000 ans et n'a pas montré de signe évident de vieillissement au cours de ses apparitions. Avec une masse estimée à quelque 300 milliards de tonnes, un volume de 550 km3 et ne perdant qu'entre 1 et 3 m d'épaisseur à chaque passage (20 tonnes de gaz et 10 tonnes de poussière par seconde en-dessous de 2 U.A.), on estime qu'elle sera probablement encore visible durant quelques centaines de milliers d'années bien que nous n'ayons pas suffisamment de recul pour confirmer cette hypothèse. Les passages des grandes comètes du passé
Jusqu'au début
du XX En avril 1910, Halley brilla à la magnitude 0 et présenta sur les photographies une queue qui s'étendait sur 100°. Par comparaison, au cours de son passage en mars 1986, Halley brilla à la magnitude 2.6 et présenta une queue de 15° seulement au périhélie. Dans les endroits écartés de la lumière des villes, on pouvait toutefois l'observer à l'oeil nu au crépuscule mais elle déçut la majorité de la population qui s'attendait à un événement majeur. Heureusement, ainsi que nous le verrons un peu plus loin, nous avons lancé une armada de sondes spatiales à sa rencontre, ce qui constitua un événement médiatique de premier plan.
Aujourd'hui, les comètes sont devenues des objets pacifiques, sujets de recherches approfondies dans le but de connaître leur origine et leur constitution, mais aussi pour confirmer les modèles de mécanique céleste qui président aux perturbations orbitales des planètes. Pourquoi donc un tel intérêt pour les comètes ? A cela, les astronomes nous répondent que ces objets ont sans doute été créés tout au début de la formation du système solaire et de ce fait, n'ayant pas subi de modifications internes, ils sont restés intacts, contenant dans leur sein des éléments constitutifs de la nébuleuse protosolaire et peut-être des grains de poussière interstellaires. D'un autre côté des études indiqueraient que les comètes ont peut être contribué à la formation des océans et des composés volatils que l'on retrouve sur Terre, modifiant l'écosystème primitif. Enfin, les composés organiques qu'elles contiennent ont également pu jouer un rôle déterminant dans l'apparition de la vie sur Terre. C'est pour toutes ces raisons que les astronomes cherchent à dévoiler leurs origines et connaître leur composition. En 1986, la fameuse comète de Halley fut approchée par trois sondes spatiales dont Giotto qui la photographia à moins de 600 km de distance. Ainsi que nous allons le découvrir, les données que l’on préleva in situ ont permis de résoudre bien des énigmes[1].
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