Lois agissant sur les comètes

Forces influant sur les comètes et Lois sur leurs orbites.

C'est d'abord et avant tout la force de gravitation du soleil qui influe sur l'orbite des comète. On peut modéliser cette force par la 3ème loi de Newton:

                                                                       (masse de l'astre + masse de la comète)
Attraction de la comète par l'astre =      G x        __________________________________
                                                                                  (distance astre -- comète) ²

A chaque instant de sa course, la comète est donc attirée par le soleil par une force dont l'intensité varie; en effet, si G (constante gravitationnelle) et les masses des corps ne varient pas, la distance entre le soleil et la comète varie: l'attraction sera donc plus forte lorsque la comète sera près du soleil, et la vitesse de la comète est plus grande.

Si le soleil était le seul à exercer une force sur la comète, sa période (temps mis par une planète ou une comète pour effectuer une révolution (un tour autour du soleil) ) devrait être fixe, comme chez les planètes (ex: la période de révolution de la Terre est toujours égale à 365 jours 1/4); or, vous l'avez sans doute remarqué, la comète de Halley ne revient pas nous voir à intervalles totalement réguliers (sa période varie entre 74 et 76 ans). Comment expliquer ce phénomène?

En vérité, le soleil n'est pas le seul à attirer les comètes. Les planètes géantes, comme Jupiter et Saturne, peuvent retarder la comète de manière conséquente, et même la dévier totalement de son orbite.

Il existe, par ailleurs, une force dite "non gravitationnelle", due à la rotation de la comète sur elle-même et à sa sublimation.

Les 3 Lois de Képler

Ces trois lois furent découvertes par Johannès Képler (cf page histoire de l'astronomie et de Halley) .
Elles s'appliquaient à l'origine pour les planètes, mais on peut les généraliser aux comètes périodiques (celles qui tournent autour du soleil).

1. Les planètes (ainsi que les comètes périodiques) ont une orbite elliptique dont le soleil est un des foyers

2. Les aires balayées par le segment reliant le centre du soleil au centre de la planète (ou de la comète) sont proportionnels au temps mis à les décrire.

L'aire coloriée en bleu est égale à l'aire coloriée en vert; la planète (/comète) mettra donc le même temps pour se déplacer de A1 à A2 que pour aller de B1 à B2; on retrouve le résultat de Newton, la vitesse de l'objet n'est pas constante: elle augmente lorsque la planète se rapproche du soleil, puis elle diminue lorsque la planète s'en éloigne.

3. Le carré de la période de révolution "P" d'une planète ou d'une comète est proportionnel au cube du demi grand axe "a" de son orbite: P² = K.a^3
(P en années, a en UA, K constante)

Toutes ces lois sont très utiles pour étudier la trajectoire et la vitesse de comètes, ainsi que pour permettre leur prévision: nous allons le voir dans la prochaine partie.

Les comètes ne sont pas des astres totalement imprévisibles et libres comme le pensaient les anciens; en réalités, il sont soumis aux même forces que les planètes, et on peut connaître leur orbite (et donc prévoir leur arrivée) grâce à des lois bien précises.