C'est quoi, une comète ? Ces boules de glace voyageuses venues du fond du ciel

De temps en temps, une invitée exceptionnelle traverse notre ciel. Elle arrive de très loin, déploie une immense chevelure de lumière, reste quelques semaines, puis repart pour ne revenir que dans des dizaines, des centaines, parfois des milliers d'années. On l'appelle une comète — un mot qui vient du grec komêtês, « l'astre chevelu ». Pendant des siècles, son apparition a fait trembler les peuples, qui y voyaient des présages. Aujourd'hui, on sait précisément ce qu'elle est, et c'est encore plus fascinant que toutes les légendes.

Le cœur d'une comète s'appelle le noyau. C'est un bloc solide, un mélange de glaces, de poussières et de roches, que les astronomes surnomment volontiers une « boule de neige sale ». Sa taille est modeste à l'échelle du cosmos : de quelques centaines de mètres à une dizaine de kilomètres de diamètre seulement. Le noyau de la célèbre comète de Halley, photographié de près par la sonde européenne Giotto en 1986, a la forme d'une cacahuète d'environ 16 kilomètres de long sur 8 de large.

La glace n'est pas seulement de l'eau gelée. On y trouve aussi du dioxyde de carbone, du monoxyde de carbone, de l'ammoniac, du méthane et du méthanol gelés, mêlés à des poussières minérales et à une forte proportion de matière organique — riche en carbone. La sonde Rosetta a même détecté de la glycine, un acide aminé, sur sa comète. Autre surprise : le noyau est parmi les objets les plus noirs du système solaire. Il ne renvoie que 3 à 4 % de la lumière qu'il reçoit, plus sombre que du charbon.

Tant qu'elle reste loin du Soleil, dans le froid des confins, une comète dort : sombre, gelée, invisible. Tout change lorsqu'elle franchit ce que les astronomes appellent la ligne des glaces, située vers 3 unités astronomiques du Soleil (environ 450 millions de kilomètres, soit trois fois la distance Terre-Soleil).

À partir de là, la chaleur solaire fait passer les glaces directement de l'état solide à l'état gazeux — un phénomène qu'on nomme la sublimation, sans passer par l'état liquide. Ces gaz, en s'échappant, entraînent avec eux les poussières du noyau et forment un halo immense, la chevelure (ou coma). Ce halo peut atteindre des dimensions comparables à la planète Jupiter.

Puis apparaissent les fameuses queues — en réalité, il y en a souvent deux distinctes :

1. La queue de poussières, jaunâtre et incurvée, faite des grains libérés par la glace qui s'évapore. C'est celle qu'on admire à l'œil nu chez les grandes comètes.
2. La queue de plasma (ou queue ionique), plus rectiligne et souvent bleutée, composée de gaz électriquement chargés par le rayonnement ultraviolet du Soleil.

Ces queues sont gigantesques : elles s'étendent couramment sur des dizaines de millions de kilomètres. Le record connu appartient à la comète Hyakutake, dont la queue mesurait près de 500 millions de kilomètres.

Un détail qui surprend toujours : la queue ne traîne pas derrière la comète comme la fumée d'un train. Elle est repoussée par le vent solaire et pointe donc toujours à l'opposé du Soleil. Résultat : quand une comète s'éloigne du Soleil, elle file en réalité sa queue devant elle. Et contrairement à ce qu'on croit, une comète ne produit quasiment pas de lumière : ce que nous voyons, c'est le reflet du Soleil sur sa chevelure et ses poussières.

Les comètes nous arrivent des deux plus grands réservoirs glacés du système solaire, tous deux situés bien au-delà des planètes. Le premier est la ceinture de Kuiper, un disque d'objets gelés qui commence après l'orbite de Neptune. Le second, bien plus lointain, est le nuage d'Oort : une gigantesque coquille de milliards de noyaux glacés qui envelopperait le système solaire jusqu'à des milliers d'unités astronomiques.

De temps en temps, l'un de ces noyaux est dévié de sa route et entame un long plongeon vers le Soleil. Selon leur origine, on distingue les comètes à courte période, qui reviennent régulièrement, et celles à longue période, dont une seule orbite peut durer des milliers, voire des millions d'années.

La plus célèbre reste la comète de Halley (désignation officielle : 1P/Halley). Son orbite très allongée l'emmène au-delà de Neptune, à plus de 35 unités astronomiques du Soleil, avant de la ramener vers nous tous les 76 ans environ. C'est l'astronome anglais Edmond Halley qui, en 1705, comprit que les comètes apparues en 1531, 1607 et 1682 n'étaient qu'un seul et même objet, et prédit son retour pour 1758 — ce qui se vérifia. Son dernier passage remonte à 1986 ; le prochain est attendu pour juillet 2061. Elle apparaît d'ailleurs sur la tapisserie de Bayeux, observée en 1066.

1. On confond souvent ces objets, alors clarifions :
2. La comète est une boule de glace et de poussière qui déploie une chevelure et des queues en s'approchant du Soleil. On peut l'admirer plusieurs jours ou semaines, car elle reste haut dans le ciel.
3. L'étoile filante n'est qu'un minuscule grain de poussière, souvent de la taille d'un grain de sable, qui brûle en une fraction de seconde en entrant dans l'atmosphère. Et ces poussières sont fréquemment des miettes semées par les comètes le long de leur orbite : quand la Terre les traverse, c'est une pluie d'étoiles filantes.
4. L'astéroïde est un bloc de roche ou de métal, sans glace et sans queue. La frontière avec les comètes s'est toutefois brouillée récemment, avec la découverte d'astéroïdes « actifs » qui produisent parfois des jets de gaz.

Voilà ce qui rend les comètes si précieuses aux yeux des scientifiques. Le Soleil et les planètes se sont formés il y a environ 4,5 milliards d'années, à partir d'un immense nuage de gaz et de poussières. Toute cette matière n'a pas servi à bâtir les planètes : il en est resté ces petits corps glacés, restés depuis à l'écart, dans le grand froid des confins, « comme figés dans un congélateur ». Une comète, c'est donc un échantillon quasi intact de la matière première du système solaire — d'où leur surnom de messagères des origines.

Contrairement à l'étoile filante, il n'y a rien à guetter en retenant son souffle : une comète reste là, suspendue dans le ciel, soir après soir, offrant tout le loisir de la contempler. Quand l'occasion se présente — les sites et revues d'astronomie l'annoncent toujours à l'avance —, offrez-vous une soirée loin des lumières de la ville, les yeux levés. Vous regarderez alors une boule de glace vieille de 4,5 milliards d'années, de passage au-dessus de votre tête, avant qu'elle ne reparte pour un voyage de plusieurs siècles.

Et vous, avez-vous déjà eu la chance de voir une comète ? Racontez-nous en commentaire — et partagez cet article avec ceux qui lèvent les yeux vers le ciel avec vous.