Comètes : La Mort

On connaît beaucoup mieux le destin des comètes, du moins celles qui ne sont pas éjectées du système solaire sous l'effet des perturbations planétaires. En effet il existe plusieurs types de fins pour une comète :

Si la comète est composée d'un noyau de type météoritique entouré d'une enveloppe de glaces se désagrégera progressivement au passage du Soleil jusqu'à ce que toute la glace ait fondue. La comète ayant une telle fin se transforme en astéroïde. En effet les comètes qui s'approchent du Soleil à moins de 750 millions de kilomètres environ sont suffisamment chauffées pour perdre, par évaporation, une quantité considérable de matière. On estime qu'une comète peut perdre environ 0,5 % de sa masse à chaque passage en périhélie. Les comètes périodiques subissent ainsi une désagrégation progressive. Les poussières qu'elles libèrent se dispersent peu à peu le long de leur orbite. Après épuisement de leurs réserves de matériaux volatils, il est vraisemblable que les noyaux cométaires continuent à graviter autour du Soleil comme des astéroïdes d'éclat très faible, et donc très difficiles à détecter.

Si la comète ne contient pas ce noyau solide de type météoritique la glace continuera à se sublimer jusqu'à qu'il ne reste plus de glace. Il ne reste aucune trace de telles comètes car elles sont entièrement sublimées.

La lente évolution des comètes est parfois accélérée par la fragmentation de leur noyau comme ce fut le cas pour la comète Shoemaker-Levy 9. Mais cette dernière n'à pas eu une fin identique a celles citées ci-dessus; elle s'est écrasée sur Jupiter (ou plutôt "dans" Jupiter car c'est une planète gazeuse). Le dernier type de fin pour une comète est donc comme on peut le voir ci-dessous son écrasement contre un autre astre, le plus souvent le Soleil, parfois une planète.

Entre le 16 et le 22 juillet 1994, la comète Shoemaker-Levy 9 se fragmente en 21 morceaux qui percutent la planète Jupiter.
Les marques sombres que l'on peut voir sur ce montage montrant l'évolution des taches sombres a la surface de Jupiter sont probablement dues à des matériaux fins, condensés, des débris de la comète (ressemblant à de la suie) suspendus dans l'atmosphère supérieure. Dans l'infrarouge, ils semblent lumineux en raison des reflets de la lumière du Soleil mais elles sont en général plus foncées que les nuages jupitériens.

La comète "Shoemaker-Levy 9"

Tout commence à l'observatoire de Palomar en janvier 1993, David Levy et ses collègues Caroline et Jean Shoemaker observent le ciel a la recherche de comètes et d'astéroïdes. Lorsque Caroline pointe son télescope vers une zone du système solaire situé a proximité de la planète Jupiter elle observe un objet ressemblant à une comète déformée : elle croyait y voir 5 ou 6 comètes avançant en ligne. Cette comète s'était brisée en plusieurs morceaux, en raison des forces qu'exerçait Jupiter sur elle. Ils baptisent cet étrange amas de comètes en chapelet Shoemaker-Levy 9. Il s'agissait en fait d'une comète qui avait été morcelée, ce qui est rare mais pas exceptionnel. Mais si la comète Shoemaker-Levy 9 fit sensation ce n'est pas pour cela : ce qui rendit célèbre cette comète dans le monde de l'astronomie est qu'elle allait entrer en collision avec Jupiter en juillet 1994.

On décida d'en étudier plus précisément la trajectoire et on apprit que cette comète était en orbite autour de Jupiter, ce qui est très inhabituel pour une comète car elles sont en général en orbite autour du Soleil. Les observations plus approfondies ont permis de déterminer le nombre de fragments : ils étaient 21 et on les nomma chacun par une lettre de l'alphabet.

Cette photo de Shoemaker-Levy prise avant la collision nous montre la disposition des différents fragments avant l'impact avec Jupiter.

Tous les télescopes et caméras du monde entier sont braqués sur la comète pour immortaliser l'évènement. C'était la première fois que l'on observait la collision de deux astres dans notre système solaire. Cette collision avec Jupiter est la plus formidable catastrophe sidérale jamais observée d'aussi près.

Lors de la collision, Jupiter serait à environ 770 millions de kilomètres de la Terre , ainsi il serait difficile de voir les effets depuis la Terre. En outre, les fragments de comète n'affecteront pas Jupiter dans son ensemble. On peut comparer cette collision à 21 aiguilles que l'on planterait dans une pomme, les effets ne seront que superficiels et très localisés, l'ensemble ne sera pas vraiment modifié.

D'après les calculs effectués avant la collision, les fragments devaient disparaître 5 a 15 secondes avant l'impact, les rendant inobservables depuis la Terre. Les derniers fragments entant en collision avec Jupiter seront les plus observables car disparaîtront moins longtemps avant l'impact. Le fragment W disparaîtra seulement 5 secondes avant impact. En outre, l'explosion devait être visible depuis la Terre si les débris montaient à seulement quelques 100 Km de hauteur.

Or, les simulations pour des fragments de 2 à 4 kilomètres indiquaient que le nuage de débris résultant de l'impact s'élèverait à des centaines de kilomètres au-dessus des nuages jupitériens, et refléterait la lumière du Soleil dans les minutes suivant l'impact. L'étude de ce nuage permettrait d'obtenir des données concernant la taille du fragment et il était possible que s'il était assez grand et lumineux, il pourrait être observé par les amateurs.

Les prévisions suivantes sont basées sur des simulations pour des fragments de 1 kilomètre: chaque fragment de comète traversera l'atmosphère du Jupiter à une vitesse de 60 Km/s. À une altitude de 100 kilomètres au-dessus des nuages, les forces aérodynamiques morcelleront le fragment. Cinq secondes après son entrée dans l'atmosphère, le fragment de comète aura une énergie cinétique équivalente à environ 200.000 mégatonnes de TNT et disparaîtra à 100- 150 Km au-dessous de la couche de nuage. De plus grands fragments auront plus d'énergie et disparaîtraient plus profondément.

Le gaz chauffé à 30.000 K résultant de l'impact d'une comète d'un Km éclatera, formant une boule de feu semblable à une explosion nucléaire, mais en beaucoup plus grand. La boule de feu continuera à monter, atteignant une taille de peut-être 1.000 kilomètres avant de retomber, et s'étendra au-dessus de la stratosphère à un rayon de 2.000 à 3.000 Km du point d'impact. La boule de feu sera quelque peu rouge, avec une température caractéristique de 2000 à 4000 K. Pratiquement tout le matériel cométaire s'élèvera derrière l'onde de choc à une altitude de 300 Km au-dessus des nuages mais ne sera pas directement observable.

Pendant ce temps, l'onde de choc se déplaçant de bas en haut chauffera les nuages locaux, les faisant s'élever dans la stratosphère. Ceci permettra à des spectrophotomètres d'essayer de les étudier directement, une occasion unique de confirmer des théories sur la composition des nuages jupitériens. En outre, le choc pourrait provoquer des vagues séismiques (semblables à ceux des tremblements de terre terrestres) qui pourraient être détectés dans une grande partie de la planète par les télescopes infrarouges durant la première et deuxième heure après chaque impact.

Les queues émanant des plus gros fragments affecteront également Jupiter. En effet, l'injection de la poussière dans le système jupitérien peut avoir plusieurs conséquences. D'abord, la poussière absorbera plusieurs des particules qui produisent actuellement les émissions radio dans la magnétosphère jupitérienne. En second lieu, la poussière peut former un deuxième anneau fin autour de la planète.

Juste avant que le premier fragment de comète ait frappé Jupiter, on constata, d'après les observations du télescope spatial "Hubble", que les fragments avaient des diamètres généralement compris entre 1 et 2 Km . La majorité des fragments se sont désintégrés en grande partie avant leur impact et n'ont laissé que peu de traces sur la surface de Jupiter mais certains ont formé de grandes boules de feu qui se sont élevés au-dessus de la surface de Jupiter et ont laissé des marques foncées géantes sur la planète. A peine les images de l'impact du fragment A étaient-elles retransmises par Hubble que des milliers d'amateurs téléchargeaient les images et les coordonnées de l'impact.

Le fragment qui a laissé la plus grande marque est le fragment G qui a heurté Jupiter avec une énergie estimée à l'équivalent de 6.000.000 mégatonnes de TNT (environ 600 fois l'arsenal estimé du monde). Le boules de feu du fragment G se sont élevées à environ 3.000 Km au-dessus des nuages jupitériens et ont été observées par beaucoup d'observatoires (la plupart du temps dans l'infrarouge) et de nombreux amateurs, même avec de petits télescopes, ont affirmé avoir vu les marques sombres de l'impact.

Les observateurs ont détecté certaines des collisions à l'aide des radiotélescopes mais n'ont pas observé la lumière émise pendant l'entrée des fragments dans l'atmosphère jupitérienne par réflexion des lunes de Jupiter comme il était prévu. Les images du vaisseau spatial Galilée de l'impact W ont montré un éclair lumineux qui a duré quelques secondes mais il n'était pas très intense et n'aurait certainement pas pu être observé depuis la Terre.

Plusieurs des impacts ultérieurs ont frappé près des emplacements des impacts précédents et les traces résultantes sont bientôt devenues très complexes. Le développement de ces nouvelles traces sur Jupiter a été suivi par beaucoup d'observateurs. Les marques les plus petites ont disparu rapidement mais les marques les plus importantes se sont étirées, les matériaux les composants s'étant fondus dans la circulation générale avant de disparaître, en se dissolvant dans les nuages jupitériens suite à leur refroidissement. La marque résultant de l'impact G a même formé un anneau, le second plus visible de la planète qui n'a disparu que au courant de l'année 1995.

Les marques sombres que l'on peut voir sur ce montage montrant l'évolution des taches sombres a la surface de jupiter sont probablement dues à des matériels fins condensés des débris de la comète (ressemblant à de la suie) suspendus dans l'atmosphère supérieure. Dans l'infrarouge, ils semblent lumineux en raison des reflets de la lumière du Soleil mais elles sont en général plus foncées que les nuages jupitériens.

Crédits: http://ballz.ababa.net/comets/index.htm

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