C’est quoi les « comètes noires », ces étranges débris spatiaux découverts récemment ?

L’identification récente de sept nouvelles comètes noires double le nombre de ces objets énigmatiques connus dans notre système solaire.

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© European Southern Observatory / M. Kornmesser 𝕏

La découverte en 2017 d’Oumuamua (photo en tête d’article), cet objet interstellaire à la forme allongée, avait déjà chamboulé notre manière de catégoriser les objets célestes. D’abord classé comme un astéroïde, il manifestait pourtant une accélération caractéristique des comètes lors de son éloignement du Soleil. Cette dualité comportementale allait devenir la signature d’une nouvelle classe d’objets : les comètes noires, des vestiges des premiers temps de notre système solaire, composés de matériaux primitifs et très sombres, qui orbitent dans les régions les plus froides et les plus éloignées de notre astre.

Une population céleste aux caractéristiques doubles

Les travaux publiés cette semaine dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences font état de sept nouvelles comètes noires, portant leur nombre total à quatorze. Ces objets énigmatiques sont en réalité séparés en deux populations distinctes.

Les comètes noires externes, première catégorie identifiée, se caractérisent par des orbites hautement elliptiques qui s’étendent bien au-delà de la ceinture principale d’astéroïdes. Leur trajectoire, similaire à celle des comètes de la famille de Jupiter, suggère une origine dans les régions plus froides du système solaire. Ces objets présentent des périodes orbitales prolongées, parfois de plusieurs années terrestres, et leur aphélie (point de l’orbite le plus éloigné du Soleil) peut atteindre la zone d’influence gravitationnelle de Jupiter. Cette caractéristique orbitale influence profondément leur composition : exposés périodiquement à des variations thermiques extrêmes, ces corps célestes manifestent une activité cométaire subtile, mais mesurable.

À l’opposé, les comètes noires internes décrivent des orbites quasi circulaires confinées dans les régions intérieures du système solaire. Leur dimension plus modeste – généralement inférieure d’un facteur deux à trois par rapport à leurs homologues externes – suggère une histoire évolutive distincte. Ces dernières maintiennent une distance relativement constante par rapport au Soleil, ce qui implique des conditions thermiques plus stables. Leur trajectoire les place fréquemment à proximité des planètes telluriques, notamment Mars et la Terre, rendant leur étude particulièrement pertinente pour comprendre les interactions primitives entre corps célestes dans le système solaire interne.

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Cette dichotomie orbitale et dimensionnelle n’est pas fortuite. Comme l’explique Darryl Seligman, chercheur postdoctoral en physique à l’Université d’État du Michigan et auteur principal de l’étude, elle reflète probablement des processus de formation et d’évolution distincts.

Les observations spectroscopiques préliminaires suggèrent des compositions légèrement différentes entre les deux populations, bien que leur nature hybride – entre astéroïde et comète – demeure leur caractéristique commune. Cette différenciation pourrait résulter de processus dynamiques complexes impliquant des résonances gravitationnelles avec les planètes géantes pour les comètes externes, et des interactions plus subtiles avec les planètes telluriques pour les comètes internes.

L’énigme des comètes noires

L’histoire de ces objets débute en 2016 avec l’astéroïde 2003 RM, dont la trajectoire présentait des anomalies inhabituelles. Davide Farnocchia, chercheur au Jet Propulsion Laboratory de la NASA, se souvient : « Ces perturbations suggéraient la présence d’un dégazage caractéristique des comètes, mais aucune queue cométaire n’était visible. L’objet apparaissait comme un simple point lumineux, tel un astéroïde classique ». 

La nature de ces perturbations orbitales intrigue particulièrement les astronomes. Traditionnellement, de telles déviations évoquent le dégazage caractéristique des comètes, processus par lequel la sublimation des glaces crée une poussée modifiant la trajectoire de l’objet. Pourtant, comme l’a noté Farnocchia pour 2003 RM, ce n’était pas le cas. Cette dualité comportement de comète dans un corps d’astéroïde constitue donc la signature distinctive de cette nouvelle classe d’objets.

Leur nature hybride en fait des véhicules potentiels pour le transport de molécules complexes. Comme le souligne Seligman, ces objets pourraient avoir joué un rôle primordial dans l’apport des composés prébiotiques essentiels à l’émergence de la vie sur Terre. D’autres recherches viendront un jour compléter le tableau pour percer les mystères de ces comètes noires. À terme, des missions spatiales pourraient même être envisagées pour les étudier de plus près, voire pour ramener des échantillons sur Terre et les analyser.

• Les comètes noires, hybrides entre astéroïdes et comètes, sont des vestiges primitifs du système solaire.
• Les comètes externes suivent des orbites elliptiques influencées par les géantes gazeuses, tandis que les internes orbitent de façon quasi circulaire dans le système solaire interne.
• Ces comètes pourraient avoir transporté des molécules complexes essentielles à l’émergence de la vie sur Terre.

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