Pan-STARRS - Définition

Programme scientifique

L'observation systématique du ciel entier en continu est un projet sans précédent et on s'attend à faire un nombre extrêmement grand de découvertes d'objets célestes de types variés. Par exemple, le projet actuel de recherche d'astéroïdes le plus ambitieux LINEAR va seulement jusqu'à une magnitude apparente de 19 et concentre ses recherches essentiellement au voisinage de l'écliptique ; Pan-STARRS ira cinq magnitudes plus loin et couvrira tout le ciel visible depuis Hawaii.

Système solaire

En plus du grand nombre de découvertes attendues dans la ceinture d'astéroïdes principale, on s'attend à ce que Pan-STARRS détecte au moins 100 000 astéroïdes troyens de Jupiter (à comparer aux 2 900 connus fin 2008) ; au moins 20 000 objets de la ceinture de Kuiper (à comparer aux 800 connus fin 2005) ; des milliers de troyens de Saturne, d'Uranus et de Neptune (actuellement six troyens de Neptune sont connus, et aucun des autres planètes en dehors de Mars et de Jupiter) ; et un grand nombre de Centaures et de comètes.

En plus d'accroître très fortement le nombre d'objets connus du système solaire, Pan-STARRS pourra supprimer ou réduire les biais observationnels présents dans beaucoup de relevés actuels. Par exemple, parmi les objets actuellement connus il y a un biais favorisant les faibles inclinaisons orbitales, et donc un objet tel que Makemake n'a été que récemment détecté en dépit de sa magnitude apparente faible de 17, à peine plus faible que celle de Pluton. De même, parmi les comètes actuellement connues, il existe un biais favorisant celles possédant une faible valeur du périhélie. La réduction des effets de ce biais observationnel permettra de réaliser une description plus fidèle de la dynamique du système solaire. Par exemple, on s'attend à ce que le nombre de troyens de Jupiter de taille supérieure à 1 km puisse en fait être du même ordre que celui des objets de la ceinture principale, alors que la population actuellement connue de ces derniers est de plusieurs ordres de grandeur supérieure.

Une possibilité intéressante est que Pan-STARRS puisse détecter des « débris interstellaires » ou des « intrus interstellaires » traversant le système solaire. Lors de la formation d'un système planétaire, on pense qu'un très grand nombre d'objets sont éjectés à cause d'interactions gravitationnelles avec les planètes (jusqu'à 10¹³ objets dans le cas du système solaire. Les objets éjectés par les systèmes planétaires autour d'autres étoiles pourraient sans doute circuler dans la galaxie et certains pourraient passer à travers le système solaire.

Un autre possibilité intéressante est que Pan-STARRS puisse détecter des collisions entre de petits astéroïdes. Elles sont très rares et aucune n'a encore été observée, mais avec le très grand nombre d'astéroïdes qui sera découvert on s'attend - à partir de considérations statistiques - à ce que des collisions puissent être observées.

Pan-STARRS découvrira aussi probablement plusieurs objets de la ceinture de Kuiper de la taille de Pluton ou supérieure, similaires à Éris.

Au-delà du système solaire

On s'attend à ce que Pan-STARRS découvre un très grand nombre d'étoiles variables, dont certaines dans d'autres galaxies proches ; en fait, cela pourra conduire à la découverte de galaxies naines encore inconnues. En découvrant un grand nombre de Céphéides et d'étoiles binaires à éclipses, il aidera à déterminer les distances des galaxies proches avec une plus grande précision. On s'attend à découvrir un grand nombre de supernovae de type Ia dans d'autres galaxies, qui sont importantes pour étudier les effets de l'énergie sombre, ainsi que les contreparties optiques des sursauts gamma.

Parce que les très jeunes étoiles (telles que les étoiles T Tauri) sont habituellement variables, Pan-STARRS devrait en découvrir un grand nombre et améliorer la compréhension de ces étoiles. On s'attend aussi à ce que Pan-STARRS découvre un grand nombre de planètes extrasolaires en observant leur transits devant leurs étoiles, ainsi que des événements de microlentille gravitationnelle.

Pan-STARRS mesurera aussi les mouvements propres et les parallaxes et devrait donc découvrir un grand nombre de naines brunes, de naines blanches et d'autres objets faibles et proches, et il pourrait réaliser un recensement complet de toutes les étoiles à moins de 100 parsecs du Soleil. Les précédents relevés de mouvement propre et de parallaxe ne détectaient que rarement des objets faibles comme l'étoile de Teegarden récemment découverte, qui sont trop faibles pour des programmes comme Hipparcos.

De plus, en identifiant des étoiles ayant une parallaxe élevée mais un mouvement propre très faible en vue de mesures de vitesses radiales complémentaires, Pan-STARRS sera peut-être même capable de détecter des objets hypothétiques de type Némésis s'ils existent réellement.