Au-delà des planètes

La planète X : c’est le nom que l’astronome Percival Lowell donna à la planète inconnue qui, pensait-​il, devait graviter au-delà de Neptune. En 1905, Lowell se mit en quête de la planète X dans son observatoire de Flagstaff, en Arizona. Il mourut sans l’avoir trouvée, mais d’autres poursuivirent ses recherches. Enfin, en 1930, Clyde Tombaugh, qui travaillait à l’observatoire Lowell, découvrit Pluton. La planète X existait bien !

Aussitôt les astronomes se demandent : “ Pourrait-​il exister une autre planète X ? ” Au cours des 60 années qui suivent, on assiste à une recherche intense ; sur la fin, des sondes spatiales sont même utilisées. Les astronomes découvrent des milliers d’astéroïdes, d’étoiles, de galaxies et de nébuleuses, mais pas de nouvelle planète.

Néanmoins, la recherche continue. Les spécialistes utilisent des techniques nouvelles et des télescopes plus puissants pour observer des objets des millions de fois moins lumineux que ceux que l’on peut voir à l’œil nu. Leurs efforts sont finalement récompensés. À leur grande surprise, ils découvrent plusieurs dizaines de petites planètes au-delà de Pluton !

Où sont situées ces petites planètes ? Combien en reste-​t-​il à découvrir ? Sont-​elles les objets les plus lointains du Système solaire ?

Les objets les plus lointains

Le Système solaire comprend le Soleil et les neuf planètes qui gravitent autour de lui. Il est également parcouru par des milliers d’astéroïdes, dont les orbites sont généralement situées entre celle de Mars et celle de Jupiter. Enfin, il contient près de mille comètes répertoriées.

Parmi ces objets, lesquels sont les plus éloignés du Soleil ? Les comètes, et de loin !

Le mot “ comète ” vient du grec komêtês, qui signifie “ chevelu ”, la comète apparaissant, avec sa traînée lumineuse, comme un astre chevelu. Les comètes ont donné lieu à de nombreuses manifestations de superstition et d’hystérie. Aujourd’hui encore, on appelle leurs visites des “ apparitions ”, héritage du temps où on les prenait pour des spectres. Pourquoi ont-​elles suscité autant de crainte ? Entre autres parce que leurs apparitions ont parfois coïncidé avec des événements tragiques.

De nos jours, les comètes inspirent encore de temps à autre des actes fanatiques. En mars 1997, aux États-Unis, 39 membres de la secte Heaven’s Gate (“ Porte du Paradis ”) se sont donné la mort au moment où la comète Hale-Bopp approchait du Soleil ; ils croyaient qu’un vaisseau spatial extraterrestre caché derrière la comète venait pour les emporter.

Cependant, tout le monde n’a pas eu un point de vue irrationnel sur les comètes. Au IV^e siècle avant notre ère, Aristote émit l’idée qu’elles étaient des nuages de gaz lumineux situés dans la haute atmosphère. Quatre siècles plus tard, le philosophe romain Sénèque affirma avec beaucoup de clairvoyance qu’elles étaient des corps célestes gravitant dans l’espace lointain.

Après que Newton eut inventé le télescope et découvert la loi de la gravitation, l’étude des comètes devint une science plus précise. En 1705, Edmond Halley, qui avait établi que les orbites cométaires étaient elliptiques, nota que les comètes observées en 1531, en 1607 et en 1682 avaient parcouru des trajectoires pratiquement identiques et s’étaient succédé à environ 75 ans d’intervalle. L’astronome avança la bonne explication : les trois comètes n’en faisaient qu’une. On la baptisa plus tard comète de Halley.

On sait aujourd’hui que les comètes ont un noyau solide dont le diamètre mesure généralement entre 1 et 20 kilomètres. Ce noyau, composé principalement de glace et de poussière, est une sorte d’iceberg sombre et sale. Sur les images de la comète de Halley prises par la sonde Giotto en 1986, on peut voir des jets de gaz et de poussière s’échappant du noyau. Ces émissions constituent la tête et la queue de la comète, brillantes et visibles depuis la Terre.

Les catégories de comètes

On classe les comètes en deux catégories en fonction de leur période, c’est-à-dire de la durée de leur révolution autour du Soleil. Celles dont la période est inférieure à 200 ans — c’est le cas de la comète de Halley — sont dites périodiques ou à courte période. Leurs orbites ont souvent une faible inclinaison par rapport à l’écliptique, le plan dans lequel la Terre et la plupart des autres planètes gravitent autour du Soleil. Les spécialistes estiment qu’il existe un milliard de comètes périodiques, dont la plupart gravitent au-delà de Neptune et de Pluton, à des milliards de kilomètres du Soleil. Lorsqu’elles passent à proximité de planètes, certaines, comme la comète d’Encke, sont attirées plus près du Soleil et voient leur orbite modifiée.

À la différence des précédentes, les comètes à longue période gravitent autour du Soleil sur des orbites d’inclinaisons quelconques. Hyakutake et Hale-Bopp, dont les apparitions récentes ont été spectaculaires, en font partie. Leur retour n’est pas attendu avant plusieurs milliers d’années !

Aux confins du Système solaire se trouve un immense réservoir de comètes à longue période appelé nuage de Oort, du nom de l’astronome néerlandais qui, en 1950, soupçonna le premier son existence. On estime qu’il contient plus de 1 000 milliards de comètes ! Certaines sont situées à plus d’une année-lumière du Soleila. À cette distance, une période s’élève à plus de dix millions d’années !

Des myriades de petites planètes

Les petites planètes récemment découvertes dont nous avons parlé en introduction partagent leur domaine, situé au-delà de Pluton, avec les comètes à courte période. Depuis 1992, les astronomes en ont identifié plus de 80. Il pourrait en exister plusieurs dizaines de milliers ayant un diamètre supérieur à 100 kilomètres. Ces miniplanètes constituent la ceinture de Kuiper, ainsi nommée en hommage à l’astronome qui, il y a 50 ans, devina son existence. Les objets situés dans cette ceinture sont probablement composés de roche et de glace.

La découverte des petites planètes a-​t-​elle eu une influence sur l’étude du Système solaire interne ? Certainement ! Les spécialistes pensent maintenant que Pluton et sa lune Charon, Triton, le satellite de Neptune, ainsi que d’autres objets glacés du Système solaire interne sont issus de la ceinture de Kuiper. Certains estiment même que Pluton ne mérite plus le statut de grande planète !

D’où viennent-​elles ?

Comment expliquer que la ceinture de Kuiper contienne un aussi grand nombre de comètes et de petites planètes ? Les astronomes pensent qu’elles sont apparues à l’intérieur d’un nuage composé de particules de poussière et de grains de glace. Ces grumeaux de matière se seraient agglomérés pour former des corps plus compacts, mais, trop faiblement concentrés, n’auraient pas pu constituer de grandes planètes.

Les comètes à longue période sont également une partie importante du Système solaire. On estime que leur masse totale représente 40 fois celle de la Terre. La plupart d’entre elles se seraient formées dans la zone des planètes géantes, très tôt dans l’histoire du Système solaire.

Comment ces comètes sont-​elles arrivées aux confins du Système solaire ? Il semble que Jupiter et d’autres grandes planètes aient fait office de “ lance-pierres gravitationnels ”, projetant les comètes qui passaient près d’elles vers l’extérieur.

L’exploration des comètes

Les comètes sont constituées de certains des matériaux les plus primitifs du Système solaire. Comment explorer davantage ces objets fascinants ? Il est possible d’étudier de près ceux qui passent dans le Système solaire interne. Plusieurs agences spatiales projettent d’envoyer des sondes destinées à l’exploration de comètes au cours des prochaines années.

Qui sait ce qui reste encore à découvrir dans le Système solaire ? Ce que l’on sait depuis peu concernant les objets lointains gravitant autour du Soleil donne plus de force encore aux paroles consignées dans la Bible en Isaïe 40:26 : “ Levez bien haut vos yeux et voyez. Qui a créé ces choses ? C’est Celui qui fait sortir — selon le nombre — l’armée qu’elles sont ; il les appelle toutes par leur nom. ”

[Note]

[Encadré, page 27]

COMÈTES ET PLUIES DE MÉTÉORITES

Lorsque vous voyez une belle étoile filante traverser le ciel, pensez-​vous qu’elle vient peut-être d’une comète ? C’est parfois le cas. Quand une comète approche du Soleil, son noyau glacé se désintègre peu à peu, laissant derrière lui une traînée de grains rocheux que l’on appelle des météoroïdes. N’étant pas aussi légers que la poussière qui forme la queue de la comète, ces grains ne sont pas déviés par le vent solaire, mais forment un essaim de débris qui tourne autour du Soleil sur la même orbite que la comète.

Chaque année, la Terre croise plusieurs de ces essaims de météoroïdes. La pluie d’étoiles filantes des Léonides, que l’on observe à la mi-novembre, est provoquée par des grains libérés par la comète Tempel-Tuttle. Elle présente d’importants maximums tous les 33 ans. Ceux qui l’ont observée en 1966 ont dit avoir vu plus de 2 000 étoiles filantes par minute — une véritable tempête ! En 1998, elle a produit des boules de feu impressionnantes. Cela vaudra certainement la peine de l’observer en novembre prochain.

[Illustrations/Schéma, pages 24-26]

1. La comète Hale-Bopp en 1997.

2. Edmond Halley.

3. Percival Lowell.

4. La comète de Halley en 1985.

5. La comète de Halley en 1910.

6. Jets de gaz et de poussière émis par la comète de Halley.

[Crédits photographiques]

1) Tony et Daphne Hallas/Astro Photo ; 2) Culver Pictures ; 3) Avec l’aimable autorisation du Lowell Observatory/Dictionary of American Portraits/Dover

4) Avec l’aimable autorisation de l’Anglo-Australian Observatory, photo de David Malin ; 5) National Optical Astronomy Observatories ; 6) the Giotto Project, HMC principal investigator Dr. Horst Uwe Keller, the Canada-France-Hawaii telescope

[Schéma]

(Voir la publication)

7. Les orbites de plusieurs comètes.

Comète Kohoutek

Comète de Halley

Soleil

Terre

Comète d’Encke

Jupiter

[Illustrations]

8. Avant de s’écraser sur Jupiter en 1994, la comète Shoemaker-Levy 9 s’était désintégrée en 21 fragments.

9. La surface de Pluton.

10. La comète Kohoutek (1974).

11. L’astéroïde Ida et sa lune Dactyl.

[Crédits photographiques]

8) Dr. Hal Weaver et T. Ed Smith (STScI), et NASA ; 9) A. Stern (SwRI), M. Buie (Lowell Obs.), NASA, ESA ; 10) Photo NASA ; 11) NASA/JPL/Caltech