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Un « jeu de cache-cache » avec les étoiles

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Un « jeu de cache-cache » avec les étoiles

Bruno Sicardy, exploration du Système solaire par la méthode d'occultation stellaire, étude des objets très lointains, ERC LUCKY STAR

Il était une fois… des milliers d’objets en orbite autour de Neptune et de Pluton. Présents dans le disque protoplanétaire, ces objets très lointains et difficilement détectables avec des télescopes au sol ou spatiaux comme Hubble, sont la mémoire de la formation du Système solaire. Bruno Sicardy, professeur UPMC au laboratoire d’études spatiales et d’instrumentation en astrophysique (LESIA, CNRS/UPMC/Université Paris Diderot) s’intéresse de près à ces petits corps célestes qui nous en disent long sur nos origines…

 

La technique d'occultation stellaire est un outil puissant qui sert à étudier les objets trans-neptuniens, en révélant une surprenante variété de formes, et avec pour certains des atmosphères ou même des anneaux. Une occultation se produit lorsqu'un corps (planète, astéroïde, objet trans-neptunien, anneau, comète...) passe devant une étoile et la masque. Ce phénomène est purement apparent et strictement lié à l'observateur et les astres impliqués n’interagissent pas entre eux. Par exemple, lors d’une éclipse de Soleil, la Lune masque tout ou partie du disque solaire.

 

La baisse de signal observée permet de mesurer la taille de ces corps avec une précision d'une fraction de kilomètre. Deux volets sont particulièrement d’actualité : l’analyse de la structure des anneaux entourant le petit corps Chariklo, et l’étude de l’atmosphère ténue de Pluton, survolée l’an dernier par une sonde de la NASA, mais dont le projet Lucky Star va pouvoir suivre l’évolution dans les prochaines années.

 

Chariklo, un astéroïde paré d’anneaux

Découvert en 1997 par le programme Spacewatch, Chariklo est un astéroïde de la famille des Centaures, des astéroïdes glacés, et qui orbite entre Saturne et Uranus dans le système solaire externe, à quelque 2 milliards de km de la Terre. Quatorze fois plus petit que la Lune, c’est le plus grand de ces objets cosmiques avec un diamètre de 250 km. Chariklo a probablement été éjecté du disque de Kuiper (au-delà de Neptune) il y a moins de 10 millions d’années par des perturbations gravitationnelles d’Uranus.

Observation de l’occultation d’étoiles par les deux anneaux de Chariklo. © ESO/Felipe Braga Ribas/M. Kornmesser

 

En 2013, des observateurs professionnels (dont Bruno Sicardy) et amateurs localisés sur une quinzaine de sites au Brésil, en Argentine, en Uruguay et au Chili, ont pu détecter deux brèves occultations stellaires, prouvant ainsi l’existence de deux anneaux autour de Chariklo et excluant définitivement l’hypothèse de jets cométaires.

 

Pluton et son cycle saisonnier atypique

Au terme d'un voyage de près de 5 milliards de kilomètres entamé en janvier 2006, la sonde New Horizons du programme d'exploration planétaire New Frontiers de la Nasa a traversé, le 14 juillet 2015, le système Pluton-Charon à une vitesse de 14 km/s, survolant Pluton au plus près à seulement 12.500 km de distance et Charon à 28.800 km. Grâce à la technologie de pointe embarquée (détecteurs d’ondes radios, spectromètres ultraviolet, visible et proche infra-rouge, caméra visible haute résolution…), New Horizons a pu observer l’atmosphère de Pluton, en déterminer la densité et la structure thermique, rechercher les aérosols, ainsi que cartographier les glaces et la température de surface...

 

Les autres satellites, Nix, Hydre, Kerbéros et Styx, découverts peu avant et après le départ de la sonde, ont fait l'objet de quelques observations. Avec un débit de l'ordre de 2.000 bits/s, le téléchargement vers la Terre de toutes les données recueillies durant le survol a duré 16 mois pour s'achever en novembre 2016. Les scientifiques ont ainsi pu mettre en évidence de spectaculaires effets saisonniers sur la planète Pluton.

 

En astronomie, l’amateurisme frise souvent le professionnalisme !

La mission astrométrique européenne Gaia qui a pour vocation première le recensement de plus d’un milliard d’étoiles de la Voie Lactée et la mesure de leurs positions, distances, mouvements et propriétés physiques avec une précision inégalée. Le premier catalogue paru en septembre 2016 a apporté une moisson inédite d’informations sur notre galaxie permettant ainsi une étude détaillée de sa structure en trois dimensions, de sa cinématique, de son origine et de son évolution.

 

Du Chili à la Nouvelle-Zélande en passant par la Namibie et l’Équateur… les campagnes d’observations d’occultations au sol impliquant aussi bien des astronomes professionnels et amateurs fleurissent dans le monde entier pour observer tous ces phénomènes. Pour un recensement encore plus précis de naines brunes, de planètes extrasolaires, d’astéroïdes, de supernovae et d’autres galaxies.

Pour en savoir plus :

Laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation en astrophysique (LESIA, UPMC/CNRS/Observatoire de Paris/Université Paris Diderot)Nouvelle fenêtre

 

Bruno Sicardy a obtenu une bourse ERC « Advanced Grant » pour son projet « LUCKY STAR ».



12/12/16