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Les Noyaux des Comètes

Les noyaux cométaires sont trop petits pour pouvoir être résolus par l'observation à distance : ils apparaissent comme un point sur les images. Lorsque la comète est active, le noyau est bien souvent perdu dans la chevelure brillante. A ce jour, seuls six noyaux cométaires ont pu être directement «imagés» par des sondes spatiales qui les ont survolés : la comète de Halley par les sondes VEGA et Giotto en mars 1986, la comète 19P/Borrelly par la sonde Deep Space 1 en septembre 2001, la comète 81P/Wild 2 par la sonde Stardust en janvier 2004, la comète 9P/Tempel 1 par la sonde Deep Impact en juillet 2005, et la comète 103P/Hartley 2 par la sonde EPOXI (nouveau nom de Deep Impact) en novembre 2010. Puis, la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko dont Rosetta a pris des milliers d'images en 2014. Lorsqu'une comète est active, le noyau est noyé dans la brillance intense du nuage de poussière qui l'entoure. Il est donc souvent nécessaire d'étudier les noyaux cométaires lorsqu'ils sont inactifs, donc très éloignés et malheureusement alors peu brillants.

Les tailles des noyaux cométaires, évaluées par photométrie ou par écho radar, s'étalent de 1 km de diamètre à 40 km pour les comètes géantes comme Hale-Bopp. Dans les rares cas où elle est connue, leur forme est irrégulière, allongée (ce qui est également le cas des petits astéroïdes).

Les noyaux cométaires sont très noirs : ils ne réfléchissent que 3 à 4% de la lumière qu'ils reçoivent. Ce sont les objets les plus sombres du Système solaire. Ceci est peut-être dû à une couche de molécules organiques solides (comme du goudron) qui recouvrent les poussières cométaires.

Il est très difficile d'évaluer la masse des noyaux cométaires. Des évaluations précises ne seront possibles que lorsque des sondes spatiales auront pu être mises en orbite autour de noyaux cométaires. En attendant, des évaluations très indirectes ont été faites en se basant sur les perturbations des orbites cométaires induites par les jets de gaz issus du noyau (qui se comportent comme des fusées et exercent des forces non-gravitationnelles). Les densités correspondantes tombent dans une grande fourchette d'incertitude : de 0,25 à 1,2 g/cm3. Le matériau cométaire doit donc être très poreux, voire floconneux. Ce résultat trahit sans doute le mécanisme de formation des noyaux cométaires, par agglomération de petits grains, et leur faible gravité, insuffisante pour les compacter. [[En se mettant en orbite autour de la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko, la sonde Rosetta a permis une détermination précise de sa masse, et donc de sa densité, évaluée à 0,43 g/cm3.]]

Très peu denses, sans grande cohésion interne, les noyaux cométaires sont très fragiles. Ceci est attesté par la facilité avec laquelle ils peuvent se fractionner ou même éclater complètement. Voir La Mort des Comètes

Les noyaux cométaires tournent sur eux-mêmes. La période de rotation a pu être mesurée dans certains cas : soit en étudiant la courbe de lumière du noyau (la brillance du noyau varie périodiquement s'il est irrégulier) ; soit en étudiant les images des jets de poussière qui s'échappent d'un noyau en rotation à la manière d'un tourniquet. Les périodes de rotation observées vont de quelques heures à quelques jours. Parfois on observe un état de rotation complexe : une combinaison de rotation et de précession, voire un mouvement chaotique.

Le noyau de la comète de Halley vu le 9 mars 1986 par la sonde VEGA 2 (© CNES/Intercosmos).

Le noyau de la comète de Halley vu le 14 mars 1986 par la sonde Giotto (© ESA/MPIfA). L'image est dominée par les jets de pousières vers la gauche. Un noyau allongé de 14 x 7 x 7 km. Un albédo (fraction de lumière réfléchie par la surface) de 4%.

Le noyau de la comète 19P/Borrelly vu le 22 septembre 2001 par la sonde Deep Space 1 (© NASA/JPL). Un noyau allongé de 8 x 3 x 3 km. Un albédo de seulement 3%. De nombreux cratères d'impact sont visibles.

Le noyau de la comète 81P/Wild 2 vu par la sonde Stardust le 2 janvier 2004 (© NASA/JPL). Un noyau quasiment sphérique de 5 km. Des "cratères d'ablation" attribués à la sublimation localisée des glaces sont présents.

Le noyau de la comète 9P/Tempel 1 vu par la sonde Deep Impact le 4 juillet 2005 (© NASA/JPL-Caltech/UMD). Un noyau de 5 x 7 km.

La vidéo de l'approche de la comète vue de l'impacteur (© NASA/JPL-Caltech/UMD).

La vidéo de l'impact vu de la sonde (© NASA/JPL-Caltech/UMD).

Le noyau de la comète 103P/Hartley 2 vu par la sonde EPOXI le 4 novembre 2010 (© NASA/JPL-Caltech/UMD). Un petit noyau très allongé de 2 km de long, montrant des terrains très différents.

La vidéo du survol (© NASA/JPL-Caltech/UMD).

Une des images du noyau de la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko vu par la caméra NAVCAM de la sonde Rosetta le 3 août 2014 (© ESA/Rosetta/NAVCAM).

Pour d'autres images voir Blog Rosetta (ESA) ou Blog Rosetta (CNES).

Mise à jour: octobre 2014.

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