Les comètes ont une trajectoire elliptique car elles sont influencées principalement par la gravité des planètes lorsqu'elles s'approchent du Soleil, modifiant ainsi leur trajectoire initiale.
Les comètes ressemblent à des sortes de boules de neige sales, constituées principalement de glace d'eau, de poussière, de gaz gelés comme le dioxyde de carbone et l'ammoniac, ainsi que de petits morceaux rocheux. Ces corps glacés viennent surtout des confins du système solaire, principalement de deux endroits : la ceinture de Kuiper et le mystérieux nuage d'Oort. Là-bas, loin au-delà de l'orbite de Pluton, les températures sont très basses, permettant à la glace et aux gaz de rester solides et de former ces corps glacés. Certaines perturbations gravitationnelles – dues à des interactions avec d'autres objets ou étoiles proches – peuvent pousser une comète à quitter sa région d'origine et l'envoyer filer vers le Soleil sur une trajectoire elliptique. C’est comme ça qu'elles finissent par nous offrir leur spectacle lumineux caractéristique.
Les comètes passent pas près du Soleil en formant un joli ovale allongé qu'on appelle une ellipse. C'est Kepler qui a pigé ça au XVIIe siècle : selon lui, chaque comète tourne autour du Soleil en suivant une orbite elliptique, avec le Soleil placé à l'un des deux foyers — pas pile au milieu. Et plus la comète est proche du Soleil, plus elle accélère : c'est ce qu'on appelle la loi des aires. En clair, elle bourrine quand elle frôle l'étoile et elle flâne tranquille quand elle est loin. Ensuite, cerise sur le gâteau, Kepler a compris une relation simple entre la durée de la révolution d'une comète (le temps d'un tour complet autour du Soleil) et sa distance par rapport à l'astre solaire, c'est la fameuse troisième loi. Voilà pourquoi les comètes prennent leur temps quand elles traînent loin du Soleil, et filent vite quand elles reviennent faire coucou.
Les comètes tournent autour du Soleil parce que notre étoile exerce une puissante attraction gravitationnelle. Cette attraction agit comme une corde invisible qui empêche les comètes de filer droit dans l'espace. Au lieu de ça, elles suivent une trajectoire en forme d'ellipse, une sorte de cercle légèrement aplati avec le Soleil situé à l'un des foyers. Plus la comète s'approche du Soleil (périhélie), plus l'attraction gravitationnelle est forte : résultat, la comète accélère. À l'inverse, quand elle s'éloigne vers les régions glacées du système solaire (aphélie), elle ralentit nettement. C'est cette danse constante entre rapidité et lenteur qui entretient une trajectoire elliptique stable pour la comète, à condition que rien ne vienne trop fortement la perturber sur son chemin.
Même si le Soleil reste le grand patron gravitationnel des comètes, les planètes du système solaire, en particulier les géantes comme Jupiter ou Saturne, mettent parfois leur grain de sel. Lorsqu'une comète passe pas loin d'elles, leur énorme gravité tire légèrement sur sa trajectoire, modifiant la forme et l'orientation de son orbite elliptique. Ça peut même accélérer ou ralentir leur course, ou alors les décaler vers des orbites totalement différentes. Ce sont ces petits coups de pouce gravitationnels, appelés perturbations planétaires, qui expliquent pourquoi certaines comètes changent parfois brusquement leur période ou leur distance au Soleil.
Le vent solaire, ce flux constant de particules énergétiques émises par le Soleil, bouscule en permanence les comètes sur leur orbite elliptique. Lorsque la comète se rapproche du Soleil, la pression du vent solaire repousse gaz et poussières échappés du noyau glacé vers l'arrière, formant une spectaculaire queue de poussière et de gaz ionisés. Ces interactions ne modifient pas drastiquement la trajectoire générale déjà définie par la gravité, mais elles créent une légère poussée qui peut causer de petites variations dans la trajectoire et la rotation de la comète. Concrètement, c’est un léger coup de pouce (un peu comme un vent soufflant sur un cerf-volant), provoquant des changements subtils et progressifs au fil des passages autour du Soleil.
Certains essaims d'étoiles filantes, que l'on observe régulièrement chaque année, sont directement liés au passage de comètes. Par exemple, les Perséides d'août résultent des poussières laissées par la comète Swift-Tuttle.
Une des orbites elliptiques les plus longues connues est celle de la comète Hale-Bopp qui met environ 2 533 ans pour accomplir un tour complet autour du Soleil.
La queue d'une comète est toujours orientée à l'opposé du Soleil, indépendamment de la direction dans laquelle elle se dirige, car elle est repoussée par le vent solaire et la pression du rayonnement solaire.
Bien que l'on associe généralement les comètes à des corps glacés, elles contiennent également des matières organiques complexes, ce qui pousse certains scientifiques à envisager qu'elles aient pu jouer un rôle dans l'apparition de la vie sur Terre.
La période orbitale d'une comète dépend de sa vitesse initiale, de sa distance au Soleil et de l'influence gravitationnelle exercée par notre étoile et les planètes. Plus la comète est éloignée du Soleil au départ, plus son orbite sera longue, ce qui prolongera le temps nécessaire pour effectuer une révolution complète.
La queue d'une comète pointe toujours à l'opposé du Soleil parce qu'elle est constamment repoussée par le vent solaire et la pression de radiation solaire. Quel que soit le sens de déplacement de la comète, sa queue sera toujours dirigée dans la direction opposée au Soleil.
Les planètes géantes, en particulier Jupiter, influencent significativement la trajectoire des comètes. Leur forte attraction gravitationnelle peut modifier l'orbite des comètes, parfois en les rapprochant du Soleil ou, à l'inverse, en les éjectant vers les confins du système solaire.
Oui, une comète peut finir par épuiser ses réserves matérielles au fil des passages fréquents près du Soleil, à cause des phénomènes d'évaporation et de sublimation. Lorsque cela se produit, elle peut devenir presque invisible ou se désintégrer complètement.
La plupart des comètes en orbite autour du Soleil suivent effectivement des trajectoires elliptiques, conformément aux lois de Kepler. Toutefois, certaines peuvent avoir des orbites paraboliques ou hyperboliques, notamment lorsqu'elles proviennent de l'extérieur du système solaire et ne font que passer une seule fois à proximité du Soleil.
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Question 1/6
