Comètes: Modifications de leur Trajectoire

Forces Gravitationnelles

Certaines des comètes issues du nuage de Oort peuvent passer à proximité d'une planète lors de leur périple autour du Soleil. Leur trajectoire peut alors être modifiée et peut aboutir à une orbite elliptique donc à une comète périodique. Ce mécanisme explique la présence des comètes périodiques à toutes les époques.

Modification de la trajectoire d'une comète.
Le cas "le plus courant" est comme on peut le voir sur le schéma ci-dessus lorsqu'une comète passe a proximité de la planète Jupiter celle ci la fait se détourner de son orbite. La plus part du temps elle est expulsée du système solaire mais dans certains cas elle peut changer d'orbite, la faisant ainsi passer de comète a orbite longue a une comète a orbite courte.

Forces Non Gravitationnelles

Les forces non gravitationnelles sont l'ensemble des forces qui pourraient influencer la course des comètes. Elles jouent un rôle certes moindre que la gravitation, mais leur influence est loin d'être négligeable.

L'effet Fusée

La principale de ces forces est connue sous le vocable d'effet fusée. On observe chez les comètes une éjection de matière, cette éjection de matière est dite non isotopique (non homogène). Si les gaz et les poussières quittaient le noyau à parts égales de tous les points de sa surface, les forces s'annuleraient, le noyau se trouverait en équilibre dynamique, alors l'effet fusée serait inexistant. Mais nous savons que l'éjection se fait préférentiellement sur la face exposée au Soleil. Le noyau est repoussé par cette force tangente à son orbite et s'écarte du trajet qui serait le sien s'il n'était soumis qu'aux seules lois de Kepler.

La rotation du noyau

L'effet fusée est modulé par une deuxième source de modifications, la rotation du noyau. Les noyaux cométaires sont animés d'un mouvement orbital autour d'une masse plus grande qu'eux, mais également d'un mouvement de rotation sur eux–mêmes. Le mouvement propre du noyau peut être de même direction que le déplacement orbital ou de sens inverse. Lorsque la rotation de la comète se fait en sens rétrograde (opposé à la direction de l'orbite), l'effet fusée s'oppose au mouvement orbital et réduit de fait légèrement la taille de cette orbite. Dans ce cas il y a un petit raccourcissement de temps entre deux passages au périhélie. On a observé de telles variations chez la comète Encke (2.7 heures en moyenne par passage au périhélie pour une période de 3,3 ans). Inversement, elle eut subi un retard si son noyau avait tourné dans le sens direct.

La forme irrégulière du noyau

La troisième cause de perturbation non gravitationnelle tient à la forme irrégulière du noyau en rotation, une masse non sphérique. Cette caractéristique induit un effet de précession très rapide l'axe de rotation décrivant un cône autour d'une position moyenne. Ce phénomène a des effets importants sur l'activité cométaire, il modifie l'angle sous lequel les zones actives reçoivent les rayons solaires, ce qui explique les variations de période de certaines comètes.

La perte de masse

Une dernière cause de perturbation est la perte de masse subie par le noyau lors de sa phase d'activité, lors de son activité il y a une diminution de volume de l'ordre d'un mètre d'épaisseur de manteau à chaque passage proche du Soleil. Par exemple : Au passage de Hale Bopp à son périhélie on estime la quantité d'eau expulsée du noyau à 600 tonnes par seconde, des chiffres étonnants à l'échelle humaine, mais insignifiants à l'échelle astronomique. Toute perte de masse se traduit par une plus grande attraction vers la masse principale, d'où raccourcissement de l'orbite. Ce phénomène est autant plus conséquent que la masse du noyau est faible.

Donc il y a quatre causes principale de perturbation non gravitationnelle, pour être complet on doit tenir compte de l'irrégularité dans l'activité cométaire elle-même. Mais si le noyau cométaire suit en gros les lois Kepler, il subit également une quantité d'autres forces susceptibles de modifier considérablement sa trajectoire. Ces forces sont très difficiles à intégrer à un calcul d'orbite d'où l'impossibilité pratique d'une prévision absolue.

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