WHIPPLE FRED LAWRENCE (1906-2004)

L'astronome américain Fred Lawrence Whipple, spécialiste du système solaire et des comètes, est à l'origine du modèle de la « boule de neige sale », qui est à la base de notre conception moderne des noyaux cométaires.

Né le 5 novembre 1906 à Red Oak (Iowa), Fred Whipple est mort le 30 août 2004 à Cambridge (Massachusetts). Il commence sa longue carrière par une thèse sur les étoiles variables passée en 1931 à l'université de Californie à Berkeley et par des calculs d'orbites, notamment celle de la planète Pluton, nouvellement découverte. Le reste de sa carrière se déroule à Cambridge, dans le Massachusetts. Il sera professeur d'astronomie à l'université Harvard de 1950 à 1977 et directeur du Smithsonian Astrophysical Observatory (S.A.O.), au Harvard College Observatory, de 1955 à 1977.

Dès 1936, il organise un réseau d'observation photographique des météores (étoiles filantes) rassemblant observateurs professionnels et amateurs, qu'il complète par la suite par des mesures radars. Ces observations montrent que les météores se meuvent sur des orbites elliptiques cométaires, jamais sur des orbites hyperboliques – ce qui aurait trahi une origine interstellaire –, précisant ainsi la relation entre comètes et étoiles filantes. Whipple découvrira six comètes (dont la comète à courte période 36P/Whipple) en dépouillant les clichés pris pour l'établissement d'un atlas céleste.

Pendant la Seconde Guerre mondiale, il imagine un dispositif de brouillage des radars allemands par des leurres constitués de feuilles d'aluminium découpées. Avant la mise en œuvre des satellites artificiels, il mettra en garde contre les collisions avec les micrométéorites et autres poussières cosmiques, et concevra un bouclier protecteur constitué d'un sandwich de feuilles métalliques. Un tel bouclier sera utilisé bien plus tard, notamment sur la sonde cométaire Stardust.

Il met sur pied des réseaux d'observation télescopique des satellites artificiels. Le premier, uniquement constitué d'amateurs, devient opérationnel à temps pour observer Spoutnik-1, lancé le 4 octobre 1957. Un autre réseau, professionnel, organisé sous l'égide du S.A.O., permettra de préciser la forme de la Terre en déterminant avec précision les orbites des satellites artificiels. Il fonde en 1968 avec le S.A.O. l'observatoire du mont Hopkins (Arizona), qui abrite un télescope novateur, le Multiple Mirror Telescope, et porte maintenant son nom (Fred Lawrence Whipple Observatory).

Mais Fred Whipple reste surtout l'inventeur, au tout début des années 1950, d'un modèle de noyau de comètes connu populairement sous le nom du modèle de la « boule de neige sale ». L'essentiel en est exposé dans deux articles parus dans The Astrophysical Journal (« A Comet Model. I. The Acceleration of Comet Encke », vol. 111, p. 375, 1950 ; « A Comet Model. II. Physical Relations for Comets and Meteors », vol. 113, p. 464, 1951) : le noyau, solide, est constitué d'un conglomérat de glaces d'eau, de méthane, d'ammoniac et de dioxyde de carbone, et de poussières réfractaires. Ce modèle s'oppose au modèle « en banc de sable », agrégat fragile de particules empilées sans lien entre elles, qui prévalait jusqu'alors, mais qui expliquait mal pourquoi les comètes survivaient à de nombreux passages près du Soleil.

La sublimation des glaces cométaires chauffées par le Soleil crée par réaction un « effet fusée » qui perturbe l'orbite de la comète. C'est cet effet non gravitationnel qui explique l'avance de 2,5 heures de la comète 2P/Encke, observée à chacun de ses passages, par rapport aux prédictions des lois de Kepler. Cette même sublimation permet la libération des grains de matière réfractaire. Les plus petits, repoussés par la pression de radiation du[...]