Gravitation - De l'Univers

P/Halley

Une comète bien vivante

Le surprenant regain d'activité de la comète de Halley à deux milliards de kilomètres
du Soleil, découvert par deux jeunes astrophysiciens liégeois, n'affecte en rien
son devenir immédiat, même si Albert Ducrocq a déjà rédigé sa nécrologie.

La comète de Halley aura peut-être raison du célèbre chroniqueur spatial Albert Ducrocq ou, à tout le moins, de sa crédibilité scientifique. C'est ce qu'on peut en déduire à la lecture du numéro d'avril de la revue "Le Ciel", bulletin de la Société Astronomique de Liège. Sous le titre "Un scoop d'Air & Cosmos", l'auteur de la chronique "L'Astronomie dans le monde" prend Albert Ducrocq en flagrant délit de fausse nouvelle.

"C'est sous le titre accrocheur de "Halley : la feue comète" qu'Albert Ducrocq, le célèbre chroniqueur spatial, annonce dans "Air & Cosmos" la mort de la comète de Halley, désintégrée en poussières. A. Ducrocq se réfère au télégramme astronomique d'Olivier Hainaut, Alain Smette et Richard West, daté du 15 février, et qui faisait état d'un sursaut de la comète de la magnitude 25 à 19 (soit un accroissement de luminosité de 200 à 300 fois).

Mais l'éditorialiste d'"Air & Cosmos", emporté par sa fougue habituelle, parle de la magnitude 9, ce qui aurait rendu la comète trois millions de fois plus lumineuse qu'auparavant. L'oubli de ce petit chiffre 1 fait toute la différence entre une éruption et un cataclysme fatal.

Rassurons donc nos lecteurs. Halley est toujours là. Comme annoncé dans "Le Ciel" de mars (page 97), la comète s'est effectivement réveillée (mais d'un seul œil) alors qu'elle se trouvait à la distance respectable de plus de deux milliards de kilomètres. Elle a alors libéré une faible quantité de gaz et de poussières. Celles-ci, en s'éparpillant autour du noyau, forment un embryon de queue, une coma, et augmentent ainsi l'éclat de la comète.

Les observations menées depuis le 12 février et le 21 mars concordent toutes pour situer la magnitude aux alentours de 20. Malgré des variations d'aspect d'une nuit à l'autre, le phénomène ne semble pas s'éteindre. Après plus d'un mois, le nuage de poussières continue donc à être régénéré par une ou plusieurs sources du noyau. Il est clair que la quantité de matière ainsi perdue par la comète est bien plus faible que lorsqu'elle se trouvait à proximité du Soleil, il y a cinq ans."

Et le spécialiste liégeois de conclure, en toute connaissance de cause : "On ne connaît toujours pas la cause exacte de ce sursaut, mais l'ampleur qu'on lui observe ne met pas en péril l'existence de P/Halley."

La découverte liégeoise

Pour notre part, nous avions brièvement fait état des observations faites le 12 février en nous promettant de revenir plus longuement sur ce phénomène décrit dans un "press release" reçu de l'ESO (European Southern Observatory), c'est-à-dire l'Organisation Européenne pour des Recherches Astronomiques dans l'Hémisph£re Austral. Après la néchrologie commise par Albert Ducrocq, ce "bulletin de santé" tout à fait rassurant nous en donne l'occasion.

Il était tôt, au matin du mardi 12 février. Olivier Hainaut et Alain Smette, astrophysiciens de l'Institut d'Astrophysique de l'Université de Liège, détachés à l'ESO, ne savaient vraiment que penser des observations qu'ils venaient d'effectuer au moyen du télescope danois de 1,54 m à l'Observatoire de La Silla, au Chili. Ils venaient juste de terminer une pose d'une heure d'une portion du ciel dans la constellation de l'Hydre, dans le cadre du programme de contôle de la célèbre comète périodique (P) dont l'astronome anglais du nom de Halley calcula, le premier, l'orbite. Ils avaient la conviction que quelque chose d'anormal s'était produit.

Lorsque cette comète passa près du Soleil au début de l'année 1986, à l'occasion de son retour périodique de 76 ans, elle apparut comme un objet brillant, visible à l'œil nu, avec une queue spectaculaire. Aujourd'hui, cinq ans plus tard, elle s'est éloignée de plus de 2,140 milliards de kilomètres du Soleil, pour regagner progressivement son aphélie (son point le plus éloigné du Soleil), à environ 5,3 milliards de kilomètres du Soleil, soit un peu au-delà de l'orbite de Neptune. La lumière que réfléchit cette petite "boule de neige sale" de 15 kilomètrs de diamètre est devenue si faibe qu'il était très difficile de la détecter encore, même au moyen des télescopes les plus modernes et les plus puissants.

Un émoi justifié

Mais quel était la raison de l'étonnement des astrophysiciens liégeois ? Olivier Hainaut et Alain Smette, au lieu de trouver une très faible source lumineuse, se sont retrouvés subitement en présence d'une sorte de nébuleuse brillante (avec une vague ressemblance avec l'amas globulaire M 13 dans la constellation d'Hercule) au beau milieu de l'image que restituait l'écran de leur ordinateur. En fait, cet objet était 300 fois plus brillant que l'image du noyau de Halley tel qu'il aurait dû être.

Pouvait-il s'agir d'un autre astre, voire d'une nébuleuse de la Voie Lactée, ou encore d'une autre comète ? Pouvait-il se faire que l'une ou l'autre puisse se trouver à la position exacte que devait occuper la comète de Halle ? Ou bien avaient-ils affaire tout simplement à un reflet parasite dans le champ du télescope ?

On comprend l'émoi des chercheurs liégeois. Celui-ci fut pourtant de courte durée. Une seconde pose, beaucoup moins longue, confirma rapidement l'identité de l'objet observé qui se déplaçait selon l'orbite et à la même vitesse que la comète de Halley. Dès lors, il n'y avait plus aucun doute possible. Mais il fallait alors lui admettre un pénomène tout à fait inattendu. La comète de Halley était sous le coup d'un sursaut (accroissement brusque et transitoire du rayonnement d'un astre) pour le moins extraordinaire et tout à fait imprévu.

On peut le déviner aisément, cette observation plongea les spécialistes cométaires dans la plus grande excitation. Jusqu'à cette observation liégeoise, jamais, au grand jamais, ne s'est trouvée une comète dans un tel état d'activité, dû normalement au rayonnement solaire, aussi loin du Soleil. On a beau quitter le télescope pour passer la théorie au microscope. Rien ne prédit pareil phénomène. Qu'était-il donc arrivé à la comète de Halley ?

Le noyau cométaire

L'observation et l'étude du noyau de la comète de Halley eurent lieu en mars 1986, grâce notamment à la sonde cométaire européenne Giotto. Elles ont permis de déterminer avec une certaine certitude la composition de ce noyau. On sait qu'il est constitué principalement de glace et de poussières de différentes tailles. Certaines de ces poussières sont d'origine minérale. Mais des analyses chimiques réalisées par les instruments de bord de Giotto ont montrés que nombre de ces grains de poussière sont riches en carbone et par conséquent contiennent des composants organiques. Ce sont ces derniers qui donnent au noyau sa coloration sombre, ce qui a pour conséquence pour le noyau, de ne réfléchir que 4 % du rayonnement solaire.

Autrement dit, quand la comète se rapproche du Soleil, la surface de son noyau absorbe la majeure partie du rayonnement solaire et sa température augmente rapidement. Les glaces en surface et sous la croûte du noyau cométaire commencent à se sublimer (sous l'effet de la chaleur, passer de l'état solide à l'état gazeux sans passer par l'état liquide) et à former une sorte de nuage enveloppant en même temps que des grains de poussière s'échappent en expansion rapide, créant progressivement une nébulosité diffuse puis lumineuse, à l'origine de la chevelure, rendant la comète visible. Par la suite, la queue se développera sous l'effet du vent et du rayonnement solaire.

Quand la comète est à son périhélie, donc au plus proche du Soleil, il n'est pas rare qu'on assiste à des variations de brillance de la comète. Cette activité consiste en des sortes de sursauts réactifs qui dégagent d'importantes quantités de gaz et de poussières. Ce type d'activité est tout à fait passager et s'estompe au fur et à mesure que la comète s'éloigne pour quitter la banlieue solaire. L'astre se refroidit pour se figer à nouveau dans la nudité inerte de l'hibernation.

Expliquer ce comportement

Jusqu'aux récents événements, la comète de Halley s'est comportée exactement selon le modèle décrit ci-dessus. En 1988, le noyau ne comportait plus qu'un fin nuage enveloppant. En 1989, le nuage était encore là, mais néanmoins plus faible, et, en 1990, seul le noyau pouvait encore être vu. La comète de Halley fut considérée comme définitivement endormie et peu d'astronomes, sinon aucun, pensaient qu'on pourrait observer un quelconque changement de comportement à partir d'un tout petit point de lumière, avant son retour prochain, prévu en l'an 2061.

A cause de leur faible éclat, seules deux autres comètes ont pu être observées aussi éloignées du Soleil, c'est-à-dire à plus de deux milliards de kilomètres. Il s'agit des comètes nouvelles Cernis et Bowell. La comète de Halley est bien la seule à avoir pu être jamais observée à une aussi grande distance alors qu'elle connaissait une activité.

A l'examen, le cliché montre une structure du nuage qui laisse supposer que cette toute récente activité à déjà une certaine durée. Ceci implique une production constante en gaz et en poussières.

Au moment des observations réalisées par l'équipe liégeoise, la comète de Halley se trouvait à mi chemin entre les orbites de Saturne et d'Uranus. A une telle distance, le rayonnement solaire y est évidemment fort atténué. La température à la surface du noyau de la comète de Halley est de l'ordre de -200° C. En clair, cela signifie qu'on est en présence d'une masse de glaces et de poussières solide très dure qui ne laisse guère de possibilité à un quelconque sursaut d'activité. Expliquer celle de Halley n'est donc pas une mince affaire.

Trois hypothèses furent alors émises:
1) il pouvait s'agir d'une collision avec un aute objet céleste non identifié;
2) avait-on affaire à la libération d'une grande quantité d'énergie emmagasinée à l'intérieur du noyau ?
3) assistait-t-on à une interaction avec des particules de haute énergie du vent solaire ?

En ce qui concerne la première hypothèse, on connaît très peu de choses sur la présence de petits objets circulant si loin dans le Système solaire. Il se peut qu'il s'en trouve en grand nombre; mais les chances d'une collision avec le noyau relativement petit de Halley semblent infimes. De plus, cette collision ne peut expliquer la persistance du halo.

De manière identique, on ne connaît rien avec certitude de la structure interne des noyaux cométaires. Jusqu'à présent, une douzaine de théories ont été proposées sur les propriétés chimiques et physiques du mélange glace-poussière, mais aucune d'elles ne peut expliquer facilement comment une grande quantité de chaleur ou d'énergie mécanique a pu être emmagasinée durant l'approche du Soleil et comment elle a pu être libérée après une aussi longue période.

Enfin, même si le Soleil est à ce moment dans une phase d'activité maximale et qu'il émet, de ce fait, de grandes quantités de particules d'énergie à des intervales fréquents, il est douteux que ces particules soient porteuses de suffisamment d'énergie pour chauffer la surface du noyau de Halley et pour produire les effets spectaculaires observés, à une aussi grande distance du Soleil.

Intensifier les observations

Deux choses sont cependant claires. Les astrophysiciens spécialisés en théorie cométaire doivent revoir leurs modèles théoriques concernant les noyaux cométaires. Seconde chose certaine, Halley a une nouvelle fois mérité son titre de la plus célèbre des comètes.

Cela dit, un plan intensifié d'observations de Halley est en train d'être mis en place par l'ESO. La comète est à présent suivie aussi souvent que l'utilisation des télescopes le permet, sans compromettre les autres missions.

Des observations photométriques effectuées par l'astronome de l'ESO Edmond Giraud, au moyen du télescope de 2,20 m ont montré que la couleur de la coma est très similaire à celle du Soleil. Ceci indique que le nuage se compose essentiellement, sinon exclusivement, de grains de poussière qui réfléchissent la lumière solaire. Ceci a d'ailleurs été confirmé par Alain Smette qui a obtenu un spectre de Halley avec le télescope NTT de 3,5 m, le 22 février tôt le matin. L'examen de ce spectre ne montre aucune trace d'émission qui pourrait être attribuée à du gaz.

Cette observation spectrale constitue un record absolu en astronomie cométaire, car jamais auparavant on avait obtenu avec succès un spectre d'une comète à une telle distance du Soleil.

On ne peut donc que se féliciter de cette double première réalisée par les deux jeunes astrophysiciens liégeois. Quant à la comète, soyons tous rassurés. Elle est en excellente santé. Et bonsoir, Monsieur Ducrocq !

Pierre Bastin

(Cet article a été publié dans le quotidien liégeois
"La Wallonie" des samedi 27 et dimanche 28 avril 1991.)


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