Noyau cométaire

Le noyau d'une comète est la partie solide et centrale de cette dernière, populairement appelée « boule de neige sale ». Le noyau d'une comète est composé de roche, de poussière et de gaz gelés. Lorsqu'elles sont réchauffées par le Soleil, les glaces se subliment et les gaz issus de la sublimation produisent une atmosphère (appelée chevelure) entourant le noyau. La force exercée sur la chevelure par la pression de radiation du Soleil et les vents solaires provoque la formation d'une énorme queue, qui pointe à l'opposé du Soleil. Un noyau classique de comète présente un albédo de 0,04[1].

Ne doit pas être confondu avec Noyau planétaire.

Pour les articles homonymes, voir Noyau.

Le noyau de la comète Tempel 1.

Désintégration

Le noyau de certaines comètes peut être fragile, une conclusion déduite de l'observation de comètes s'étant désintégrées en morceaux[2]. 3D/Biela en 1846, Shoemaker-Levy 9 en 1992[3] et 73P/Schwassmann-Wachmann de 1995 à 2006[4] sont des exemples de comètes s'étant désintégrées. L'historien grec Éphore de Cumes reportait déjà lors de l'hiver entre 373 et 372 av. J.-C. la désintégration d'une comète[5]. Les contraintes thermiques, la pression des gaz internes, ou des impacts seraient les responsables de la désintégration des comètes[6].

Les comètes 42P/Neujmin et 53P/Van Biesbroeck semblent être des fragments d'une comète mère. Des intégrales numériques ont montré que ces deux comètes étaient très proches l'une de l'autre lors de leurs passages près de Jupiter en janvier 1850, et qu'avant cette date, leurs deux orbites étaient presque identiques[7].

Taille

La plupart des noyaux ne mesurent pas plus de 16 km[2]. Les plus grandes comètes qui ont déjà franchi l'orbite de Saturne sont les comètes Hale–Bopp (environ 60 km), 29P/Schwassmann-Wachmann (environ 30,8 km), 109P/Swift-Tuttle (environ 26 km) et 28P/Neujmin (environ 21,4 km).

Le noyau en forme de pomme de terre de la comète de Halley (15 × 8 × 8 km)[2],[8] contient de la glace et de la poussière en quantités égales. Environ 80 % de la glace est de l'eau glacée, et le monoxyde de carbone gelé constitue 15 %. Une grande partie du reste est formée de dioxyde de carbone, de méthane et d'ammoniac gelés[2]. Les scientifiques pensent que les autres comètes sont chimiquement similaires à la comète de Halley. Le noyau de la comète de Halley est aussi extrêmement noir. Les scientifiques pensent que la surface de la comète, et peut-être des autres comètes, est couverte d'une croûte noire de poussière et de roche qui enveloppe la majorité de la glace. Ces comètes libèrent du gaz seulement quand les trous de sa croûte sont tournés vers le Soleil, exposant la glace interne aux rayons chauds du Soleil.

Pendant un vol de reconnaissance en 2001, la sonde spatiale Deep Space 1 a observé le noyau de la comète Borrelly et déduit qu'elle faisait la moitié de la taille (8 × 4 × 4 km)[9] du noyau de la comète de Halley[2]. Le noyau de la comète Borrelly était aussi en forme de pomme de terre et avait une surface noire. Comme la comète de Halley, la comète de Borrelly libère ses gaz seulement lorsque les trous de la croute exposent la glace vers les rayons du Soleil.

Le diamètre du noyau de la comète Hale-Bopp a été estimé à 60 ± 20 km[10]. La comète Hale-Bopp est apparue brillante à l'œil nu car son noyau exceptionnellement large avait dégagé beaucoup de poussière et de gaz.

Le noyau de P/2007 R5 possède probablement un diamètre de seulement 100-200 m[11].

Les plus grands centaures (instable, croiseur de planète, astéroïdes glacés) ont un diamètre estimé entre 250 et 300 km. 10199 Chariclo (258 km), 2060 Chiron (230 km), et 1995 SN55 (environ 300 km et considéré comme perdu), feraient partie des plus grands centaures.

Les comètes connues ont une densité estimée à 0,6 g/cm3[12].

La liste suivante contient les estimations de la taille, de la densité et de la masse de plusieurs comètes.

NomDimensions
(km)		Densité
(g/cm3)		Masse
(kg)[13]
Comète de Halley 15 × 8 × 8[2],[8] 0,6[14] 3 × 1014
Tempel 1 7,6 × 4,9[15] 0,62[12] 7,9 × 1013
19P/Borrelly 8 × 4 × 4[9] 0,3[12] 2 × 1013
81P/Wild 5,5 × 4 × 3,3[16] 0,6[12] 2,3 × 1013

Albédo

Les comètes sont souvent décrites comme des « boules de neige sales », mais de récentes observations ont révélé des surfaces de roches ou de poussière sèches, ce qui suggère que les glaces sont cachées sous la croûte. Il est suggéré que les comètes devraient être appelées « boules de terre glacées »[1]. Les noyaux de comètes font partie des objets les plus sombres du Système solaire avec un albédo compris entre 2 et 7 %, probablement en raison de la couche de molécules organiques solides (comme du goudron) qui recouvrent les poussières cométaires[17]. La sonde de la mission Giotto a découvert que le noyau de la comète de Halley reflète environ 4 % de lumière reçue[18], et la sonde Deep Space 1 a découvert que la surface de la comète Borrelly reflète seulement entre 2,5 à 3 % de lumière reçue[18] ; en comparaison, l'asphalte reflète 7 % de lumière perçue. Les scientifiques pensent que des composés organiques complexes forment la surface sombre. L’énergie solaire chasse les composés volatils, laissant derrière de longues chaines d'organismes lourds qui sont très sombres, comme du goudron ou du pétrole brut. La très importante obscurité de la surface des comètes leur permet d'absorber l’énergie nécessaire pour le dégazage.

Environ 6 % des géocroiseurs pourraient être des noyaux éteints de comètes, qui ne dégazent plus[19]. (14827) Hypnos et (3552) Don Quichotte sont deux astéroïdes géocroiseurs ayant des albédos aussi bas.

Notes et références
  1. Robert Roy Britt, « Comet Borrelly Puzzle: Darkest Object in the Solar System », Space.com, (consulté le )
  2. Donald K. Yeomans, « Comets (World Book Online Reference Center 125580) », NASA, (consulté le )
  3. JPL Public Information Office, « Comet Shoemaker-Levy Background », JPL/NASA (consulté le )
  4. Whitney Clavin, « Spitzer Telescope Sees Trail of Comet Crumbs », Spitzer Space Telescope at Caltech, (consulté le )
  5. Donald K. Yeomans, « Great Comets in History », Jet Propulsion Laboratory, (consulté le )
  6. H. Boehnhardt, « Split Comets », Lunar and Planetary Institute (Max-Planck-Institut für Astronomie Heidelberg) (consulté le )
  7. J. Pittichova, K.J. Meech, G.B. Valsecch et E.M. Pittich, « Are Comets 42P/Neujmin 3 and 53P/Van Biesbroeck Parts of one Comet? », Bulletin of the American Astronomical Society, 35 #4, 1–6 september 2003 (consulté le )
  8. « What Have We Learned About Halley's Comet? », Astronomical Society of the Pacific (No. 6 – Fall 1986), (consulté le )
  9. (en) H. A. Weaver, S.A. Stern et J. Wm. Parker, « Hubble Space Telescope STIS Observations of Comet 19P/BORRELLY during the Deep Space 1 Encounter », The American Astronomical Society, vol. 126, no 1,‎ , p. 444–451 (DOI 10.1086/375752, Bibcode 2003AJ....126..444W, lire en ligne, consulté le )
  10. Yanga R. Fernández, « The Nucleus of Comet Hale-Bopp (C/1995 O1): Size and Activity », Earth, Moon, and Planets, vol. 89, no 1,‎ , p. 3–25 (DOI 10.1023/A:1021545031431, Bibcode 2000EM&P...89....3F, lire en ligne)
  11. « SOHO's new catch: its first officially periodic comet », European Space Agency, (consulté le )
  12. D. T. Britt, G. J. Consol-magno SJ et W. J. Merline, « Small Body Density and Porosity: New Data, New Insights », Lunar and Planetary Science XXXVII, (consulté le )
  13. Halley : le volume d'une ellipsoïde de 15 × 8 × 8 km × la densité d'une pile de gravats de 0,6 g/cm3 donne une masse (m = d × v) de 3,02 × 105 kg.
    Tempel 1 : le volume d'une sphère d'un diamètre de 6,25 km × une densité de 0,62 g/cm3 donne une masse (m = d × v) de 7,9 × 1013 kg.
    19P/Borrelly : le volume d'une ellipsoïde de 8 × 4 × 4 km × une densité de gravats de 0,3 g/cm3 donne une masse (m = d × v) de 2 × 1013 kg.
    81P/Wild : le volume d'une ellipsoïde de 5,5 × 4 × 3,3 km × une densité de 0,6 g/cm3 donne une masse (m = d × v) de 2,28 × 1013 kg.
  14. RZ Sagdeev, PE Elyasberg et VI Moroz, « Is the nucleus of Comet Halley a low density body? », Nature, vol. 331,‎ (DOI 10.1038/331240a0, Bibcode 1988Natur.331..240S)
  15. « Comet 9P/Tempel 1 », The Planetary Society (consulté le )
  16. « Comet 81P/Wild 2 », The Planetary Society (consulté le )
  17. M. Festou, Philippe Véron, Jean-Claude Ribes, Les comètes : mythes et réalités, Flammarion, , p. 196
  18. « Comet May Be the Darkest Object Yet Seen », The New York Times, (consulté le )
  19. Kathryn Whitman, Alessandro Morbidelli et Robert Jedicke, « The Size-Frequency Distribution of Dormant Jupiter Family Comets », ICARUS,‎ (DOI 10.1016/j.icarus.2006.02.016, Bibcode 2006Icar..183..101W, arXiv astro-ph/0603106)
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