Les queues des comètes

L’attraction gravitationnelle du Soleil est une force antagoniste, qui est proportionnelle à la masse du grain, donc à son volume et au cube de ses dimensions. Cette attraction est prépondérante pour les gros grains, qui suivent donc la même trajectoire que la comète mais se dispersent progressivement le long de son orbite : ce sont eux qui produisent les étoiles filantes lorsque la Terre croise l’orbite d’une comète. En revanche, la pression de radiation devient importante pour les petits grains, qui sont accélérés en droite ligne vers l’extérieur du Système solaire d’autant plus qu’ils sont plus petits, formant la queue. Mais pendant leur mouvement la comète se déplace sur son orbite et ceci fait que la queue est courbée comme l’explique la figure. Cependant, la queue peut paraître droite lorsque l’observateur terrestre est proche du plan de l’orbite de la comète.

Le mécanisme par lequel se forme la queue de gaz est complètement différent. Son analyse spectroscopique montre que ce gaz contient des molécules ionisées par le rayonnement ultraviolet du Soleil, perdant ainsi un électron. On y trouve en particulier les ions moléculaires CO⁺, CO₂⁺, CH⁺, OH⁺, H₂O⁺ et N₂⁺. L’astronome allemand Ludwig Biermann (1907-1986) a montré en 1951 que ces ions sont entraînés par le vent émis continuellement par le Soleil à une vitesse de l’ordre de 400 km/s. Comme la comète se déplace à une vitesse bien plus faible que ce vent, la courbure de la queue de gaz ionisé est très faible. Contrairement au reste de la comète, la queue de gaz émet de la lumière par elle-même : les ions moléculaires sont excités par le rayonnement solaire et émettent de la lumière en se désexcitant : c’est ce qu’on nomme la fluorescence. Comme le vent solaire est fortement perturbé par l’activité du Soleil, la queue gazeuse peut prendre différents aspects, souvent complexes.