Comment les comètes se forment, d'où elles proviennent et pourquoi leurs orbites diffèrent

Les comètes sont souvent décrites comme des boules de neige cosmiques: des corps solides faits de roches, de poussière et de gaz congelés qui orbitent autour du Soleil, selon l'aperçu des comètes de la NASA. Loin du Soleil, le noyau glacé d'une comète est petit — la NASA le compare à peu près à la taille d'une petite ville. Alors que la comète s'approche du Soleil, la chaleur provoque la vaporisation de ces gaz congelés, produisant une tête brillante appelée la coma qui peut devenir plus grande que la plupart des planètes, plus une queue de poussière et de gaz qui peut s'étendre sur des millions de miles.

D'où naissent les comètes

Selon la NASA, les comètes sont des restes laissés par la formation du système solaire. Plutôt que d'être dispersées aléatoirement dans le système solaire, la plupart sont concentrées dans deux régions de stockage distinctes: la ceinture de Kuiper, qui commence au-delà de l'orbite de Neptune, et le nuage d'Oort beaucoup plus lointain, selon la page des faits de la ceinture de Kuiper de la NASA.

La ceinture de Kuiper est une région en forme de beignet de corps glacés qui commence près de l'orbite de Neptune, à environ 30 unités astronomiques (UA) du Soleil, et s'étend jusqu'à environ 50 UA dans sa section principale, avec un disque plus dispersé atteignant près de 1 000 UA, selon la NASA. Elle porte le nom de l'astronome Gerard Kuiper, qui a publié des travaux théoriques sur les objets transneptuniens en 1951, bien que les découvertes réelles d'objets de la ceinture de Kuiper n'aient commencé que dans les années 1990 (Pluton, découvert en 1930, était le premier objet de ce type identifié, bien que non reconnu comme tel à l'époque). Plus de 2 000 objets y ont été catalogués jusqu'à présent, et les scientifiques estiment que des centaines de milliers de corps plus grands que 60 miles (100 kilomètres) de large existent dans la région, selon la NASA.

Le nuage d'Oort se trouve bien au-delà de la ceinture de Kuiper, s'étendant des centaines de milliards de kilomètres du Soleil, selon l'Agence spatiale européenne (ESA). Sa vaste distance et les effets gravitationnels des étoiles passantes et l'attraction de marée de la galaxie sont censés lui donner une forme sphérique, contrairement à la ceinture de Kuiper plus plate et en forme de disque.

Pourquoi les orbites diffèrent: comètes à période courte par rapport à période longue

Le réservoir d'où provient une comète détermine comment les astronomes classifient son orbite. La page de la mission Comet Interceptor de l'ESA distingue plusieurs catégories basées sur la période orbitale et l'angle auquel une comète se déplace par rapport au plan des planètes (l'écliptique).

Les comètes de la famille de Jupiter complètent une orbite en moins de 20 ans et se déplacent près du plan planétaire, près de l'orbite de Jupiter; leurs trajectoires sont fortement façonnées par la gravité de Jupiter, selon l'ESA. Les comètes de type Halley ont des périodes de 20 à 200 ans, se déplacent entre les orbites de Jupiter et de Pluton, et peuvent s'approcher du Soleil à n'importe quel angle de 0 à 90 degrés par rapport au plan planétaire — la comète de Halley, qui revient à peu près tous les 76 ans, est l'exemple le mieux connu cité par l'ESA.

Les comètes de la famille de Jupiter et les comètes de type Halley sont toutes deux classées comme comètes à période courte, et la page de la ceinture de Kuiper de la NASA attribue la plupart des comètes à période courte de la famille de Jupiter à des collisions dans la ceinture de Kuiper qui envoient des fragments vers le Soleil sous l'influence gravitationnelle de Neptune.

Les comètes à période longue, en revanche, ont des périodes orbitales allant de 200 ans à plus d'un million d'années, selon l'ESA. Ces comètes entrent rarement dans le système solaire intérieur et tendent à arriver de directions et d'angles essentiellement aléatoires plutôt que de rester collées au plan planétaire — un motif cohérent avec une origine dans le nuage d'Oort approximativement sphérique plutôt que dans la ceinture de Kuiper plus plate. Parce que les comètes à période longue sont si rarement observées de près, la mission Comet Interceptor de l'ESA vise à être la première à en étudier une de près.

Autres catégories orbitales

L'ESA décrit également les comètes rasantes du Soleil, qui passent extrêmement près du Soleil et se brisent ou s'évaporent souvent par la chaleur, et les comètes non périodiques, qui peuvent gagner suffisamment de vitesse à partir de rencontres rapprochées avec les planètes pour échapper entièrement à la gravité du Soleil et quitter le système solaire. Séparément, les objets interstellaires tels que 1I/'Oumuamua sont censés être des exocomètes formées autour d'autres étoiles avant de traverser notre système solaire, selon l'ESA.

De quoi sont composées les comètes

La NASA décrit les comètes comme composées de roches, de poussière et de gaz congelés. Le matériau de la ceinture de Kuiper spécifiquement est décrit par la NASA comme des restes glacés contenant des roches, de la glace d'eau, de l'ammoniac et du méthane, avec certains corps dépassant 600 miles (environ 965 kilomètres) de large, y compris des planètes naines comme Pluton et Éris qui partagent la région. La NASA note également que la masse totale estimée de la ceinture de Kuiper n'est pas plus d'environ 10% de la masse de la Terre.

À chaque passage répété près du Soleil, la glace d'une comète est progressivement épuisée. La page de la ceinture de Kuiper de la NASA note que ces comètes peuvent éventuellement devenir dormantes, ne produisant plus la coma et la queue visibles qui définissent les comètes actives.