La comète de Halley, officiellement désignée 1P/Halley, est l'une des comètes les plus célèbres et les mieux étudiées de l'histoire de l'astronomie. Sa notoriété exceptionnelle s'explique à la fois par sa visibilité à l'oeil nu, par son retour périodique dans les régions internes du Système solaire et par le rôle déterminant qu'elle a joué dans l'établissement de la nature véritable des comètes. Elle constitue également un objet scientifique majeur, car son étude a contribué à remettre en cause la conception ancienne selon laquelle les comètes seraient des phénomènes atmosphériques ou des signes surnaturels. Aujourd'hui, 1P/Halley est considérée comme une comète périodique à courte période, dont le noyau et l'activité ont été directement étudiés grâce aux observations spatiales réalisées lors de son passage de 1986.

L'histoire scientifique de la comète est étroitement liée à Edmund Halley. Avant le XVII^e siècle, les comètes étaient souvent interprétées comme des phénomènes exceptionnels et imprévisibles. La conception aristotélicienne les associait notamment à des phénomènes se produisant dans l'atmosphère terrestre. L'amélioration des observations astronomiques et le développement de l'astronomie mathématique ont progressivement permis de remettre en cause cette interprétation. Halley s'intéressa à plusieurs comètes observées à différentes époques et remarqua une similitude remarquable entre les éléments orbitaux des comètes apparues en 1531, 1607 et 1682. Il formula alors l'hypothèse qu'il s'agissait en réalité du même objet revenant périodiquement autour du Soleil. En utilisant les lois de la mécanique céleste établies par Newton, Halley calcula que la comète devait réapparaître vers 1758. Elle fut effectivement observée à la fin de l'année 1758 et au début de 1759. Cette prédiction constitua une confirmation spectaculaire de la gravitation newtonienne et démontra que les comètes obéissaient aux mêmes lois physiques que les autres corps célestes.

La comète fut par la suite baptisée "comète de Halley" en hommage à l'astronome qui avait prédit son retour. Sa désignation scientifique, 1P/Halley, souligne son statut de première comète périodique officiellement reconnue. La lettre P indique qu'il s'agit d'une comète périodique, tandis que le chiffre 1 correspond à son rang dans la classification des comètes périodiques. Son orbite est fortement elliptique et l'amène à parcourir les régions externes et internes du Système solaire. Sa période orbitale moyenne est d'environ 76 ans, bien que cette durée puisse varier en fonction des perturbations gravitationnelles exercées par les planètes, en particulier Jupiter. La comète atteint son périhélie, c'est-à-dire le point de son orbite le plus proche du Soleil, à une distance d'environ 0,586 unité astronomique. Son aphélie se situe au-delà de l'orbite de Neptune, à une distance de plusieurs dizaines d'unités astronomiques du Soleil. Cette orbite très allongée explique la durée relativement importante qui sépare deux apparitions successives de la comète.

Sur le plan dynamique, Halley appartient à une catégorie particulière de comètes. Elle est généralement classée parmi les comètes de type Halley, un groupe d'objets dont les orbites présentent des périodes relativement longues pour des comètes dites périodiques et qui peuvent posséder des inclinaisons orbitales importantes. La comète de Halley possède une orbite rétrograde : elle se déplace autour du Soleil dans le sens opposé à celui de la majorité des planètes. Son inclinaison orbitale est d'environ 162 degrés par rapport au plan de l'écliptique. Cette caractéristique est particulièrement intéressante du point de vue de la mécanique céleste, car elle montre que les comètes ne suivent pas nécessairement la dynamique dominante des corps issus du disque protoplanétaire qui a donné naissance aux planètes. L'orbite de Halley est probablement le résultat d'une histoire dynamique complexe, marquée par des perturbations gravitationnelles successives et par des échanges avec les réservoirs de petits corps situés dans les régions externes du Système solaire.

Comme toutes les comètes, Halley possède un noyau constitué principalement de glaces et de matériaux solides. Lorsque la comète est éloignée du Soleil, son activité est très faible et son noyau demeure difficile à observer directement. À mesure qu'elle s'approche du Soleil, l'augmentation du rayonnement solaire provoque la sublimation des glaces présentes à sa surface ou dans les couches superficielles. Contrairement à la fusion, la sublimation correspond au passage direct de l'état solide à l'état gazeux. Les gaz libérés entraînent avec eux des poussières et des particules minérales, donnant naissance à la coma, ou chevelure, qui entoure le noyau. Sous l'action du vent solaire et de la pression de radiation, les gaz ionisés et les poussières sont progressivement repoussés dans des directions caractéristiques, formant les différentes structures de la queue cométaire.

Le noyau de Halley a été directement observé lors du passage de 1986. Les sondes spatiales ont fourni les premières images détaillées d'un noyau cométaire. La sonde Giotto, lancée par l'Agence spatiale européenne, a réalisé un survol rapproché de la comète et a permis d'étudier sa structure et sa composition. Les observations ont révélé un noyau de forme irrégulière, mesurant environ 15 kilomètres de longueur et plusieurs kilomètres de largeur. Sa surface apparaît extrêmement sombre, avec un albédo très faible. Cette faible réflectivité a constitué un résultat important, car elle montre que la surface du noyau est recouverte de matériaux sombres riches en composés carbonés et en poussières. Le modèle de la "boule de neige sale", proposé par Fred Whipple, a ainsi été progressivement remplacé par une représentation plus complexe du noyau cométaire, dominée par des matériaux réfractaires sombres et des glaces présentes sous la surface ou dans des régions localisées.

Les observations de 1986 ont également révélé que l'activité de la comète n'était pas uniforme. Les émissions de gaz et de poussières se produisaient principalement à partir de zones actives de la surface. Des jets de matière étaient observés, résultant de la sublimation localisée des glaces. Cette activité entraîne une perte progressive de matière à chaque passage près du Soleil. La comète de Halley n'est donc pas un objet éternel : son noyau évolue et s'érode progressivement. À très long terme, l'activité cométaire peut conduire à l'épuisement d'une partie des matériaux volatils et à la transformation du corps en un objet beaucoup moins actif. L'étude de Halley permet ainsi de mieux comprendre les mécanismes de vieillissement et de désagrégation des comètes.

La composition de la comète constitue un autre aspect essentiel de son intérêt scientifique. Les observations réalisées lors du passage de 1986 ont permis d'identifier différents constituants de la coma et de la poussière cométaire. Des molécules telles que la vapeur d'eau, le monoxyde de carbone et le dioxyde de carbone participent à l'activité de la comète. Les particules solides contiennent notamment des silicates et des matériaux carbonés. Les analyses ont également mis en évidence une forte présence de matériaux organiques complexes. La présence de composés carbonés dans les comètes revêt une importance considérable pour les sciences planétaires, car elle suggère que ces corps ont pu conserver des matériaux relativement primitifs datant des premières étapes de la formation du Système solaire.

La comète de Halley est également liée à deux essaims météoritiques majeurs : les Orionides et les Eta-Aquarides. Ces phénomènes météoriques sont associés aux poussières abandonnées par la comète le long de son orbite. Lorsque la Terre traverse ces régions de débris, les particules pénètrent dans l'atmosphère à grande vitesse et produisent les traînées lumineuses communément appelées étoiles filantes. Les Eta Aquarides sont principalement observées au printemps (mai), tandis que les Orionides apparaissent à l'automne  (octobre). L'existence de ces essaims illustre le lien direct entre l'activité d'une comète et la production de populations de météoroïdes. La comète de Halley agit ainsi comme une source de matière qui se disperse progressivement le long de son orbite autour du Soleil.

Le passage de 1986 demeure l'événement le plus important de l'histoire moderne de l'étude de Halley. Pour la première fois, plusieurs missions spatiales furent mobilisées afin d'observer une comète à proximité immédiate. Outre Giotto, les sondes soviétiques Vega 1 et Vega 2 ainsi que les sondes japonaises Suisei et Sakigake ont participé à la campagne d'observation. Cette mobilisation internationale a été parfois qualifiée de flotte de Halley. Les données recueillies ont considérablement transformé la compréhension scientifique des comètes. Les chercheurs ont pu étudier simultanément le noyau, la coma, les jets de poussières, les ions et les interactions avec le vent solaire. L'exploration de Halley a donc constitué une étape fondamentale dans le développement de la planétologie et de la physique des petits corps.

La mission Giotto a notamment permis d'étudier l'interaction entre la comète et le vent solaire. La coma ionisée constitue un milieu complexe dans lequel les particules chargées produites par la sublimation interagissent avec le plasma solaire. La comète crée autour d'elle une région perturbée du vent solaire, caractérisée par des phénomènes de ralentissement et de déviation des particules chargées. Ces observations ont contribué à améliorer les modèles de la magnétosphère cométaire et des interactions entre les comètes et le milieu interplanétaire. Halley est donc importante non seulement pour la géologie ou la chimie des comètes, mais également pour la physique des plasmas.