Comètes et étoiles filantes
Chacun a déjà admiré les pluies d’étoiles filantes qui zèbrent le ciel chaque année, vers le 12 août, à partir de la constellation de Persée : ce sont les Perséides. D’autres étoiles filantes, les Léonides, paraissent arriver de la constellation du Lion vers le 14 novembre. Les étoiles filantes sont des particules solides, dont la masse est de l’ordre du gramme, qui pénètrent dans l’atmosphère terrestre avec une très grande vitesse, plusieurs dizaines de kilomètres par seconde.
Elles s’échauffent violemment en surface sous l’effet de la friction de l’air et s’évaporent partiellement ou totalement. La température de l’air perturbé est suffisante pour produire son ionisation, suivie d’une recombinaison des électrons et des ions qui rend visible la traînée de la particule. Le fait que ces pluies d’étoiles filantes proviennent d’un endroit bien défini du ciel montre que leurs directions de propagation sont toutes parallèles : le point de convergence des traînées est l’équivalent du point de fuite dans une perspective.
L’origine des pluies d’étoiles filantes. L’orbite de différentes comètes périodiques associées à ces pluies est dessinée. Lorsque la Terre, dont l’orbite est représentée par le petit cercle au centre, vient à traverser l’orbite d’une comète, les fragments solides qui se trouvent répartis le long de cette orbite entrent à grande vitesse dans l’atmosphère terrestre, formant une pluie d’étoiles filantes. Le rayon de l’orbite terrestre est d’environ 150 millions de kilomètres (1 u.a.) et celui de l’orbite de Neptune de 30 u.a.
Crédit : Observatoire de ParisQue nous vaut le plaisir de ces spectacles renouvelés chaque année ? C’est l’astronome italien Giovanni Schiaparelli (1835-1910) qui en a donné l’explication en 1866 : les étoiles filantes sont des fragments de comètes. En effet, chaque année, la Terre traverse en août l’orbite de la comète périodique 109P/Swift-Tuttle, découverte en 1862, et en novembre celle de la comète périodique 55P/Tempel-Tuttle, découverte en 1866. Comme toutes les comètes, celles-ci perdent continuellement de la matière. Une partie forme la queue, tandis que les plus grosses particules solides se distribuent tout le long de l’orbite de la comète : la force répulsive du Soleil, qui lutte contre la gravité solaire, est inefficace pour les entraîner si bien que ces grains ont la même orbite que le noyau de la comète, sans former une queue. Quand la Terre vient à traverser cette orbite, ces particules entrent à grande vitesse dans l’atmosphère terrestre, engendrant les étoiles filantes.
Une étoile filante, détail de l’arrestation du Christ, fresque de Pietro Lorenzetti dans l’église inférieure de la basilique Saint-François d’Assise, ca. 1315.
Crédit : James Lequeux
Portrait de Schiaparelli
Crédit : Observatoire de Paris
Lorsque la Terre passe dans la queue cométaire, ce qui arrive assez souvent car elle s’étale sur des distances gigantesques, on observe dans certains cas une pluie d’étoiles filantes, ce qui révèle la présence de poussières dans cette queue.
Les pluies d’étoiles filantes sont quelquefois particulièrement spectaculaires. Ce fut le cas le 27 novembre 1872. Les poussières à l’origine de cette pluie provenaient de la comète périodique 3D/Biela, qui s’était brisée en deux morceaux à son périhélie en 1852. On ne l’a plus revue ensuite, mais le passage de la Terre dans son orbite en 1872 a été accompagné d’une énorme pluie d’étoiles filantes. Manifestement, presque tout le matériau de la comète s’était alors réparti le long de son orbite.
Les Perséides. Les trajectoires lumineuses des particules paraissent provenir d’un point situé dans la constellation de Persée, par un effet de perspective.
Crédit : Planétarium de Montréal (Sophie DesRosiers)L’origine des pluies d’étoiles filantes. L’orbite de différentes comètes périodiques associées à ces pluies est dessinée. Lorsque la Terre, dont l’orbite est représentée par le petit cercle au centre, vient à traverser l’orbite d’une comète, les fragments solides qui se trouvent répartis le long de cette orbite entrent à grande vitesse dans l’atmosphère terrestre, formant une pluie d’étoiles filantes. Le rayon de l’orbite terrestre est d’environ 150 millions de kilomètres (1 u.a.) et celui de l’orbite de Neptune de 30 u.a.
La Pluie d'étoiles filantes du 27 novembre 1872. Gravure tirée de Le Ciel : notions élémentaires d'astronomie physique / Amédée Guillemin, 1877.
Crédit : Observatoire de Paris