Noyau cométaire
Le composant clé de toute comète est le noyau cométaire, car sans ce petit corps glacé (généralement moins de 20 km de diamètre), la comète n’existerait pas du tout. Le coma, le nuage d’hydrogène et les queues résultent tous de la sublimation des glaces du noyau qui, lorsqu’il est inactif à de grandes distances du Soleil, ressemble à un astéroïde.
Le noyau de la comète Wild, longue de 5 km 2.
Crédit : NASA / JPL |
Le noyau de la comète Borrelly, longue de 8 km.
Crédit : NASA / US Geological Survey |
Le noyau de la comète Tempel 1, longue de 5 km.
Crédit : NASA / JPL / UMD |
Le noyau actif de la comète Halley, longue de 16 km.
Crédit : ESA/MPAE |
Le modèle le plus populaire pour le noyau cométaire a été proposé pour la première fois en 1950 par Fred Whipple. Son modèle “boule de neige sale” propose que le noyau est un mélange de glaces, de poussière et de roche, une idée confirmée par plusieurs missions spatiales qui ont rencontré des noyaux cométaires. Ces missions ont montré que les noyaux des comètes ont de faibles albédos (comète Halley: 0,04, comète Borrelly: 0,03), et sont composés d’environ 75% de glace (principalement de l’eau) et de 25% de poussière et de roche.
Bien que ces survols aient révélé des aperçus alléchants sur la nature des noyaux cométaires, beaucoup reste à découvrir. Par exemple, quelle est la nature compositionnelle du noyau – monolithique, conglomérat ou différencié? Les faibles densités mesurées pour le noyau de la comète Halley, et la désintégration de la comète Shoemaker-Levy avant son impact avec Jupiter, soutiennent toutes deux l’idée d’un noyau de conglomérat. Si tel est le cas, le noyau doit être bien isolé et même le matériau trouvé relativement près de la surface ne doit pas être affecté par le chauffage solaire. Ceci, et le fait qu’ils soient plus facilement accessibles que les Objets de la Ceinture de Kuiper (également considérés comme inchangés depuis la formation du Système Solaire), ferait des noyaux cométaires des objets de choix pour étudier le Système solaire primitif.
Un “manteau de gravats” se forme lorsque la lumière du soleil réchauffe la surface du noyau et sublime la glace. De petites particules de poussière sont transportées dans le coma avec le gaz, laissant de grosses roches (rouges) trop lourdes pour être soulevées sous forme de manteau de gravats. Ce manteau limite davantage la sublimation car il enterre efficacement les glaces volatiles.
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Une autre question à laquelle il reste à répondre est la nature du faible albédo mesuré pour les noyaux cométaires. Une idée est que cela est dû à un manteau de surface de grosses roches (un manteau de gravats) laissé par la glace sublimatrice. On pense que la surface du noyau pourrait être presque entièrement recouverte de gravats sur une seule orbite, limitant sévèrement l’activité de la comète. |
| Une autre explication du faible albédo est que l’irradiation du noyau cométaire par des rayons cosmiques de haute énergie forme un manteau de composés carbonés sombres et complexes (un manteau d’irradiation). On pense que le manteau d’irradiation mettrait des millions d’années à se former (alors que la comète se trouvait dans la partie la plus externe de son orbite) et pourrait avoir jusqu’à 1 mètre d’épaisseur. |
Un “manteau d’irradiation” se forme lorsque les rayons cosmiques à haute énergie endommagent les liaisons dans la matière glacée, ce qui entraîne des composés organiques complexes (noirs).
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Bien que la rotation amène différentes régions du noyau à faire face au Soleil et à devenir actives, les observations ont montré que l’activité se limite à une petite fraction seulement du côté du noyau faisant face au Soleil. Cela peut être expliqué par l’existence d’un (ou des deux) de ces manteaux. Les jets de gaz qui en résultent peuvent modifier la rotation du noyau et, si l’activité est particulièrement vigoureuse, peuvent également entraîner des modifications de l’orbite de la comète autour du Soleil.
