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Nuage de Oort

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Nuage de Oort

Le nuage de Oort est une sphère (et non un anneau) formée de comètes (gelées, donc inactives et invisibles), qui entoure le système solaire à grande distance. Il contiendrait de 1.000 à 2.000 milliards de comètes situées de 0,25 à 0,5 années-lumière (1.500 à 3.500 UA). Il s’étendrait même jusqu’à 1 AL, c’est-à-dire à la limite gravitationnelle du système solaire : un peu plus loin, la comète serait attirée plus fortement par une autre étoile.

Le nuage de Oort est donc constitué de petits objets (quelques kilomètres à quelques dizaines de kilomètres), placés à une distance de nous beaucoup plus grande que la plus lointaine planète. Tant que ses constituants restent dans ces zones lointaines, oû le froid est très grand (quelques degrés absolus, de l’ordre de -250° C), ils ne manifestent aucune activité. Leur albedo étant par ailleurs très faible (ils réfléchissent très peu de la faible lumière qu’ils reçoivent du Soleil), ils sont totalement inobservables. Pour longtemps encore, notre nuage de Oort sera innaccessible aux instruments. Mais paradoxalement, il se pourrait que nous observions le nuage de Oort d’autres étoiles ! Le nuage qu’on observe autour de β Pictoris pourrait être de cette nature, constitué de comètes. On observe en effet dans le spectre de cette étoile de fortes raies d’absorption de la vapeur d’eau, qu’on interprête comme l’évaporation des comètes détruites par l’étoile.

A ces distances, les comètes sont très sensibles aux moindres perturbations (proximité d’un nuage de gaz et poussières, ou d’une étoile), qui peuvent les expédier hors de notre système, ou au contraire les faire tomber vers le Soleil. Dans ce cas, elles nous apparaissent comme de nouvelles comètes. Leurs orbites sont très excentriques, avec l’aphélie dans le nuage de Oort, et le périhélie plus ou moins proche du Soleil. La comète passe le plus clair de son temps à très grande distance du Soleil, oû elle est congelée. Elle ne reste proche du Soleil que pendant quelques semaines à quelques mois. Bien qu’elle fonde rapidement près du Soleil, comme elle y reste peu de temps, elle a une durée de vie assez longue. Une comète perd au maximum quelques dizaines de tonnes d’eau par seconde.

En 1950 Jan Oort a montré que :

• aucune comète observée ne montre une orbite parabolique, qui trahirait une origine externe à notre système ;
• les comètes à longue période ont une forte tendance à regrouper leur aphélie vers 50.000 UA ;
• elles proviennent de toutes les directions de l’espace.

Nombre d’objets et masse

Le nombre d’objets constituant le nuage de Oort, non observé, est totalement inconnu. Il est toutefois possible d’en donner une estimation, basée sur la fréquence des apparitions de nouvelles comètes. Pour justifier cette fréquence, il faut une certaine quantité d’objets soumis aux perturbations.

Cette technique donne un nombre d’objets très important, se chiffrant en milliards.

La masse totale de ces objets reste cependant très faible, car ils sont tous de très petite taille. On l’estime à quelques dizaines de masses terrestres.

Objets du nuage de Oort

Sedna (2003 VB12) découvert en 2003 par Mike Brown, Chad Trujillo, David Rabinowitz

1.250 km < diamètre < 1.800 km (déduit de mesures photométriques)
périhélie : 76 ± 7 UA

aphélie : ~ 850 UA

Stabilité

Les objets constituant le nuage de Oort sont lointains, certains sont à la limite d’influence du Soleil. Ils lui sont faiblement liés, et donc une faible perturbation peut les précipiter sur une orbite différente, que celle-ci les amène vers le Soleil (nouvelle comète) ou les expédie au contraire dans le milieu interstellaire.

Les perturbations peuvent provenir des étoiles proches, dont les mouvements produisent des perturbations variables. La force gravitationnelle solaire subie par un objet assez lointain du nuage de Oort est peu différente de celle provenant des autres étoiles proches : les masses de ces objets sont du même ordre de grandeur, et les distances sont dans un rapport faible, du simple au quadruple pour donner une idée. Dans ces conditions, la force perturbatrice est de l’ordre du 10^e de la force principale, et ses effets sont très importants. Ces perturbations sont probablement responsables de l’apparition des nouvelles comètes en période calme (comme actuellement).

Mais si on observe l’environnement solaire un peu plus lointain, on y trouve des nuages d’hydrogène très massifs. Le complexe d’Orion est très important, et de nombreux nuages semblables se trouvent dans les bras spiraux de la Galaxie. Le mouvement du Soleil et de son cortège de planètes et d’objets mineurs l’amène à traverser un bras spiral avec une pseudo-période de l’ordre de quelques centaines de millions d’années. Dans ces périodes, ils passe à proximité de grands nuages dont les perturbations doivent être beaucoup plus importantes.

Il est possible que le nombre de comètes nouvelles soit alors très important. Un grand nombre d’objets du nuage de Oort doivent être projetés vers notre étoile, et venir s’y brûler. Un nombre plus grand encore peut-être doivent être expédiée loin du Soleil, et définitivement perdues.

La stabilité du nuage de Oort dans ces conditions doit être assez relative. Toutefois, étant donné l’extrême éloignement des corps perturbateurs, leur vitesse est très faible, et la diminution du nombre d’objets est tout aussi lente. L’évaporation du nuage de Oort devrait s’étaler sur des milliards d’années.

A contrario, le Soleil peut-il gagner de nouvelles comètes ? Il est probable que les autres étoiles doivent posséder elles aussi des nuages de Oort, dont la stabilité ne doit pas être plus grande. Et des comètes perdues par ces étoiles peuvent parfois venir se prendre dans les filets gravitationnels du Soleil…

Pluies de comètes

Les étoiles de la Galaxie suivant chacune sa route, des rencontres se produisent parfois. Les distances à ces moments-là sont très faibles en comparaison des distances moyennes, mais restent encore grandes devant les distances des planètes au Soleil. On pense actuellement qu’une étoile passe à 10⁴ UA (= 0,15 AL) tous les 10 millions d’années, et à 10³ UA (= 0,015 AL) tous les 100 millions d’années. Ces rencontres produisent une multiplication du nombre de comètes nouvelles par 10 à 100, et par 100 à 1.000 respectivement. Actuellement, le taux de nouvelles comètes semble être au plus bas.

Les pluies de comètes pourraient être produites par :

• Les perturbations par des étoiles passant près du système solaire ;
• Les nuages moléculaires rencontrées au hasard et que le système solaire traverse.

On connait une étoile, Gliese 710, qui est actuellement de magnitude visuelle 9, et qui se rapproche de nous à grande vitesse. Elle est à 63 AL de la Terre (magnitude absolue 7,57), mais dans un million d’années, elle passera à moins d’une année-lumière. Un calcul simple montre que sa magnitude sera de -0,04, ce sera l’une des plus brillantes du ciel : la troisième après Sirius (hémisphère nord, mv = -1,6) et Canopus (hémisphère sud, mv = -0,9).

Elle sera donc dans le Nuage de Oort. Les perturbations gravitationnelles qu’elles produira alors seront très intenses, puisqu’elle sera plus de 4 fois plus proche que l’étoile la plus proche aujourd’hui. Certaines comètes seront expulsées du système solaire, tandis que d’autres seront précipitées en direction du Soleil.

Une belle pluie de comète sera visible ! on pourrait en avoir plusieurs dans le ciel en même temps, et ce seront des comètes toutes fraîches, dont la surface n’a jamais été exposée au Soleil. Elles n’ont pas encore maigri par l’abrasion du Soleil, et seront au mieux de leur forme. Le spectacle sera certainement magnifique. En espérant pour les spectateurs que tous ces petits objets se tiennent tout de même à une distance respectable de la Terre…

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