Naissance d'une nouvelle pluie de météores "Arides"

Publié par Redbran le 19/10/2021 à 13:00
Source: Observatoire de Paris
Après en avoir prédit l'avènement, des scientifiques de l'Observatoire de Paris - PSL ont pu observer le 7 octobre 2021 dans le ciel chilien, une nouvelle pluie de météores, baptisée "Arides". Un événement d'une rareté exceptionnelle.

Sur la base de prédictions théoriques, une équipe internationale menée par un chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la...) de l'Observatoire de Paris (L'Observatoire de Paris est né du projet, en 1667, de créer un observatoire astronomique...) - PSL à l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est...) de mécanique céleste (La mécanique céleste est un terme qui désigne la description du mouvement d'objets...) et de calcul des éphémérides, a déployé une campagne (La campagne, aussi appelée milieu rural désigne l'ensemble des espaces cultivés...) d'observations pour pouvoir assister dans l'hémisphère sud (L'hémisphère sud ou hémisphère austral est la moitié du globe terrestre...) à la naissance d'une nouvelle pluie de météores (Les pluies de météores ou pluies d'étoiles filantes ont lieu lorsque la Terre...),ayant pour origine la comète (En astronomie, une comète est un petit astre brillant constitué de glace et de...) 15P/Finlay.

Une partie de l'équipe internationale.
© S. Bouquillon, SYRTE-Observatoire de Paris (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région...), PSL/LFCA

Dégazage de la comète 15P/Finlay

Découverte dans les années 1880, la comète 15P/Finlay revient périodiquement vers le Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile...).


Comète de Finlay photographiée par David Gill le 19 octobre 1882 à 15h46, exposition 30min. Coll. Observatoire de Paris, inv.I.371.
© Observatoire de Paris

Chacun de ses passages au périhélie (Le périhélie est le point de l'orbite d'un corps céleste (planète, comète,...) - point (Graphie) de l'orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps...) le plus proche du Soleil - s'accompagne d'un dégazage, qui entraîne l'éjection de grains cométaires dans le Système solaire (Le système solaire est un système planétaire composé d'une étoile, le...).

En 2014, la comète a connu un violent sursaut d'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.), laissant échapper en quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire,...) importante, par milliers, des grains de poussière cométaires. Appelés "météoroïdes", ces grains de poussière évoluent indépendamment de leur comète parente. Ils s'organisent en essaims, de gigantesques nuages qui se déforment au gré de perturbations gravitationnelles, provoquées notamment par Jupiter.

Le cas qui nous intéresse ici est exceptionnel ! Bien que la comète 15P/Finlay ait engendré à chacun de ses passages au périhélie plusieurs essaims - dernièrement, en 2008, puis en quantité particulièrement importante en 2014-, la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance...) ne les avait encore jamais croisés sur son orbite.

C'est Jupiter qui a perturbé l'orbite de la comète à ses derniers passages, provoquant également le déplacement ( En géométrie, un déplacement est une similitude qui conserve les distances et les angles...) de ses essaims associés. Les météoroïdes éjectés par la comète en 2008, puis en 2014 lors du sursaut d'activité, se trouvent désormais sur le passage de la Terre. En pénétrant dans l'atmosphère terrestre (L'atmosphère terrestre est l'enveloppe gazeuse entourant la Terre solide. L'air sec se compose...) en quantité particulièrement importante, ils ont déclenché (Un déclenché (ou tonneau déclenché) est une figure de voltige aérienne.) une nouvelle pluie (La pluie désigne généralement une précipitation d'eau à l'état...) de météores qui a pu être observée pour la première fois, le 7 octobre 2021.

Un nouveau nom de baptême: les Arides

En entrant dans l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) terrestre, chaque météoroïde crée un météore - aussi appelée étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une...) filante-, qui semble provenir d'un point particulier dans le ciel (Le ciel est l'atmosphère de la Terre telle qu'elle est vue depuis le sol de la planète.): le radiant.


Ciel chilien photographié avec MoMET.
© P. Da Fonseca/IMCCE/Observatoire de Paris - PSL

Le radiant des météores issus de la comète 15P/Finlay est situé dans la constellation (Une constellation est un ensemble d'étoiles dont les projections sur la voûte...) de l'autel: "Ara" en latin. La pluie de météores a donc été baptisée "les Arides" (littéralement: issue d'Ara). Elle est visible depuis l'hémisphère sud (Le sud est un point cardinal, opposé au nord.) essentiellement.

L'art de prévoir les pluies de météores


Configuration orbitale du 3e pic de la pluie des Arides 2021.
© J. Desmars/IMCCE/Observatoire de Paris - PSL/IPSA

Prédire une nouvelle pluie de météores nécessite des calculs assez lourds, usuellement effectués sur plusieurs processeurs en parallèle. Pour les Arides, les résultats montraient que la Terre allait entrer dans trois nuages de météoroïdes, aux dates suivantes:
- 29 septembre à 08h25 TU,
- 7 octobre à 00h35 TU,
- 7 octobre à 03h55 TU.

Si l'instant (L'instant désigne le plus petit élément constitutif du temps. L'instant n'est pas...) des pluies est prédit avec confiance, la quantité de météores attendus est beaucoup plus complexe à déterminer. Pour le cas des Arides, l'absence totale d'observations passées a rendu (Le rendu est un processus informatique calculant l'image 2D (équivalent d'une photographie)...) la tâche encore plus ardue.De plus, la vitesse (On distingue :) d'entrée dans l'atmosphère, extrêmement faible (10,8 km/s), entraîne une faible luminosité (La luminosité désigne la caractéristique de ce qui émet ou réfléchit...) des météores, ce qui complexifie encore plus l'estimation de leur nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre...) visible à l'oeil nu. Les résultats théoriques étaient donc très incertains.

Deux valises "MoMET" (Mobile Observation of Meteors)

Afin d'optimiser l'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les...) des pluies de météores depuis n'importe quel point du globe, deux valises "MoMET" (Mobile Observation of Meteors) contenant chacune 5 caméras d'observation, ont été conçues et réalisées, sous la direction de Jérémie Vaubaillon, astronome (Un astronome est un scientifique spécialisé dans l'étude de l'astronomie.) de l'Observatoire de Paris - PSL au sein de l'IMCCE.


Une valise MoMet.
© P. Da Fonseca/IMCCE/Observatoire de Paris - PSL

Munies de ces dispositifs, deux équipes se sont rendues au Chili et réparties sur deux sites distants de 50 km environ, l'une à l'Observatoire de Mamalluca, l'autre à l'Observatoire de El Sauce pour trianguler les trajectoires 3D et les orbites des météores.


Malettes MoMET au Chili pour la campagne d'observations des Arides.
© S. Bouquillon SYRTE/Observatoire de Paris - PSL/LFCA

Malgré la présence de nuages, 35 météores en provenance de la constellation de l'autel ont été répertoriés depuis l'observatoire d'El Sauce, entre 00:28 et 01:30 UT. La plupart étaient de faible luminosité et quelques-unes bien brillantes. Durant le troisième pic, il en a été noté "quelques-unes".

Les Arides ont par ailleurs été détectés à travers le monde (Le mot monde peut désigner :) sur d'autres réseaux de caméras: Un premier pic prévu a été détecté par le réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des...) de caméras CAMS (CAMS est une abréviation désignant les Chantiers Aéro Maritimes de la Seine.)" en Nouvelle-Zélande (La Nouvelle-Zélande est un pays de l'Océanie, au Sud-Ouest de l'océan Pacifique,...). D'autres détections ont eu lieu à l'université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la...) de Bratislava, Slovaquie, au SETI, au Japon, au Canada (Western Meteor Group en Ontario)...


Ciel chilien.
© P. Da Fonseca/IMCCE/Observatoire de Paris - PSL

Détails techniques et contributions scientifiques

À l'Observatoire de Paris - PSL, l'IMCCE et le pôle instrumental du GEPI (F. Bouley, G. Fasola) ont conçu et réalisé les deux valises "MoMET" (Mobile Observation of Meteors) contenant chacune 5 caméras d'observation des météores. Le PI de cet instrument est J. Vaubaillon (IMCCE).

Les caméras sont des Basler ou DMK équipées d'un capteur (Un capteur est un dispositif transformant l'état d'une grandeur physique observée en une...) Sony IMX174. Les mini-ordinateurs de contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de...) sont des Odroid XU4Q ou RaspBerry-pi 4. Le logiciel (En informatique, un logiciel est un ensemble d'informations relatives à des traitements...) d'acquisition (En général l'acquisition est l'action qui consiste à obtenir une information ou à acquérir un...) est RMS (développé par le Global Meteor Network), spécialement conçu pour les RaspBerry-pi.

L'adaptation aux Odroids ainsi que le développement d'une interface (Une interface est une zone, réelle ou virtuelle qui sépare deux éléments. L’interface...) permettant le contrôle des 5 caméras ont été effectués par P. Da Fonseca (EPITECH, stage (Un stage est le plus souvent une période de formation, d'apprentissage ou de perfectionnement...) à l'IMCCE). Plusieurs campagnes de tests ont été nécessaires à la mise au point de l'instrument. La participation active de K. Baillié (IMCCE), J. Desmars (IMCCE / IPSA) et S. Bouquillon (SYRTE/LFCA) ont été précieuses pour ces étapes.
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