Rencontre comète-planète : étude théorique et comparaisons méthodologiques

Comet-planet encounter : theoretical study and comparisons with others methods

• Auteur / Autrice : Valérie Batllo
• Direction : Colette Edelman
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Astronomie fondamentale, mécanique céleste et géodésie
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Observatoire de Paris (1667-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Astronomie et astrophysique d'Île-de-France (Meudon, Hauts-de-Seine1992-....)
• Jury : Président / Présidente : Charles-Michel Marle
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Colette Edelman, Maÿlis Irigoyen, Julio Angel Fernández, Rudolf Dvorak, Irène Stellmacher
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Maÿlis Irigoyen, Julio Angel Fernández

Mots clés

Mots clés contrôlés

Orbites

Comètes

Mécanique céleste

Résumé

L'étude de l'origine et de l'évolution des comètes à courte période connues actuellement est un sujet ambitieux reposant pourtant sur un principe simple : les comètes auraient atteint leur orbite actuelle à la suite de rencontres proches puis de perturbations occasionnées par les planètes joviennes. Depuis quatre siècles environ, de nombreux scientifiques ont traite ce problème à l'aide de méthodes théoriques ou en intégrant numériquement le mouvement des comètes. L'objectif de mon travail était de développer un modèle théorique de rencontre comète-planète, de l'appliquer aux 155 comètes à courte période connues et de comparer les résultats obtenus à ceux fournis par l'intégration numérique. Le scénario de rencontre que j'ai considère correspond en fait un choc défini au sens de Poincaré, c'est-à-dire à une quasi-collision de deux corps pendant un temps infiniment court. Une comète d'orbite initiale conique rencontre à l'un de ses sommets une planète et engendre une comète d'orbite elliptique admettant ce sommet initial pour l'un des siens. J'ai de plus admis que le plan orbital de la comète restait inchangé au cours de la rencontre. Les résultats numériques ont montré que certaines comètes avaient eu une orbite initiale quasi-parabolique, ou située au-delà de l'orbite de Neptune, avaient subi l'influence successive de plusieurs planètes ou semblaient rester dans le voisinage d'une même planète. Les comparaisons avec l'intégration numérique n'ont pas contredit l'obtention d'un tel échantillon d'orbites.

The study of the origin and evolution of the currently know short-period comets is a complex issue. Nevertheless, it is based on a simple idea : the comets would reach their current orbit after deep encounters and perturbations due to the jovian planets. Since about four centuries, a lot of scientists have treated this problem with theoretical methods or, recently, by numerical integration of the comets motion. The objective of my work was to evolve a theoretical model of encounter comet-planet, to apply it to the 155 known short-period comets and to compare the achieved results to those provided by numerical integration. In fact, the scenario of encounter I considered is associated to a shock defined by Poincaré, consequently to a quasi-collision of two bodies occurring through a tiny lapse of time. A comet with a conic orbit O1 meets close to one of its vertices a planet, breaks up if it crosses the Roche limit and generates one or several comets with an orbit O2. The initial vertex becomes one of the vertices of the final orbit. Moreover, I assumed that the orbital plane of the comet was unchanged by the encounter. The numerical results have shown that some comets have had a near-parabolic initial orbit, and initial orbit beyond the Neptune’s one, have been under the successive influence of several planets or have seemed to remain in the neighborhood of the same planet. The comparisons with the numerical integration agreed with a such sample of orbits.