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La sonde Chéops de l’ESA découvre un anneau inattendu autour de la planète naine Quaoar
ESA 2023 02 08
Vue d’artiste de la planète naine Quaoar et de son anneau.
La lune de Quaoar, Weywot, est représentée à gauche.
[Description de l’image : Au centre de la figure se trouve une planète brunâtre. Voici Quaoar, une planète naine du système solaire externe. À une distance d’environ cinq fois son rayon se trouve un anneau. Cet anneau est composé de petits débris gris. A deux fois la distance de l’anneau, à gauche de Quaoar, se trouve sa lune Weywot. Weywot a environ un sixième de la taille de Quaoar mais il a la même couleur brunâtre. A droite de ce système, on voit une étoile brillante. Cette étoile est plus grande que les étoiles d’arrière-plan et représente le Soleil lointain.]
Pendant une pause dans l’observation des planètes autour d’autres étoiles, la mission caractéristique ExOPlanet Satellite (Chéops) de l’ESA a observé une planète naine dans notre propre système solaire et a apporté une contribution décisive à la découverte d’un anneau dense de matière autour d’elle. La planète naine est connue sous le nom de Quaoar. La présence d’un anneau à une distance de près de sept fois et demi le rayon de Quaoar, ouvre un mystère à résoudre pour les astronomes : pourquoi ce matériau n’a-t-il pas fusionné en une petite lune ?
Comment observer les objets lointains dans le système solaire
L’anneau a été découvert grâce à une série d’observations qui ont eu lieu entre 2018 et 2021. À l’aide d’un ensemble de télescopes au sol et du télescope spatial Cheops, les astronomes ont observé Quaoar passer devant une succession d’étoiles lointaines, bloquant ainsi brièvement leur lumière au passage. Un tel événement est connu sous le nom d’occultation. Observer comment la lumière de l’étoile occultée baisse d’intensité fournit des informations sur la taille et la forme de l’objet occultant, et peut révéler si l’objet intermédiaire a une atmosphère ou non. Dans ce cas, de plus petites gouttes avant et après l’occultation principale ont trahi la présence de matière en orbite autour de Quaoar.
Quaoar fait partie d’un ensemble de petits mondes lointains connus sous le nom d’objets trans-neptuniens (TNO). Environ 3.000 sont connus. Comme leur nom l’indique, les TNO se trouvent dans les confins du système solaire, au-delà de l’orbite de la planète Neptune. Les plus grands des TNO sont Pluton et Éris. Avec un rayon estimé à 555 km, Quaoar se classe environ au septième rang sur la liste des tailles et elle possède une petite lune appelée Weywot, d’environ 80 km de rayon. L’étude de ces planètes naines est difficile en raison de leur petite taille et de leurs distances extrêmes. Quaoar lui-même orbite autour du Soleil à près de 44 fois la distance Soleil-Terre. Ainsi, les occultations sont des outils particulièrement précieux. Jusqu’à récemment, cependant, il était difficile de prédire exactement quand et où ils auront lieu. Pour qu’une occultation se produise, l’alignement entre l’objet occultant (ici le TNO), l’étoile et le télescope d’observation doit être extrêmement précis. Dans le passé, il était presque impossible de répondre aux exigences de précision strictes pour être certain de voir un événement. Néanmoins, pour poursuivre cet objectif, le projet Lucky Star du Conseil européen de la recherche, coordonné par Bruno Sicardy, de l’Université de la Sorbonne et l’Observatoire de Paris – PSL (LESIA), a été créé pour prédire les occultations à venir par les TNO, et coordonner l’observation de ces événements depuis des observatoires professionnels et amateurs du monde entier.
Alignement précis
Récemment, le nombre d’occultations stellaires observées a augmenté. Cela est dû en grande partie à la contribution des données de la mission de cartographie stellaire Gaia de l’ESA. Le vaisseau spatial a fourni une précision si étonnante dans ses positions stellaires que les prédictions faites par l’équipe Lucky Star sont devenues beaucoup plus certaines. L’une des personnes impliquées dans le projet Lucky Star est Isabella Pagano de l’Observatoire astrophysique de l’INAF de Catane, en Italie, et membre du conseil d’administration de Cheops. Isabella a été contactée par Kate Isaak, scientifique du projet de l’ESA pour la mission Cheops, qui était curieuse de savoir si le télescope spatial serait également capable d’attraper une occultation. « J’étais un peu sceptique quant à la possibilité de faire cela avec CHEOPS », admet Isabella, « Mais nous avons étudié la faisabilité ». Le principal problème était que la trajectoire du satellite pouvait être légèrement modifiée en raison de la traînée dans les parties supérieures de l’atmosphère terrestre. Cela est dû à l’activité solaire imprévisible qui peut frapper notre planète et gonfler son atmosphère. En effet, la première fois que l’équipe a tenté d’observer une occultation avec Khéops, qui impliquait Pluton, la prédiction n’était pas assez précise et aucune occultation n’a pu être observée. L’alignement était plus favorable lors de la deuxième tentative, cependant, lorsqu’ils ont observé Quaoar. Ce faisant, ils ont fait la toute première détection d’une occultation stellaire par un objet trans-neptunien depuis l’espace.
Mets-lui un anneau…
Les données de Chéops sont incroyables pour le rapport signal sur bruit », déclare Isabella. Le signal sur bruit est une mesure de la force du signal détecté par rapport au bruit aléatoire dans le système. Chéops donne un excellent signal au bruit car le télescope ne regarde pas à travers les effets de distorsion de la basse atmosphère terrestre. Cette clarté s’est avérée décisive pour reconnaître le système d’anneaux de Quaoar car elle a permis aux chercheurs d’éliminer la possibilité que les baisses de lumière aient été causées par un effet parasite dans l’atmosphère terrestre. En combinant plusieurs détections secondaires, prises avec des télescopes sur Terre, il a été possible d’affirmer qu’elles étaient causées par un système d’anneaux entourant Quaoar. Bruno Morgado, de l’Université Fédérale de Rio de Janeiro au Brésil, a dirigé l’analyse. Il a combiné les données de Chéops avec celles de grands observatoires professionnels du monde entier et de scientifiques amateurs, qui avaient tous observé diverses étoiles occulter Quaoar au cours des dernières années. « Quand nous avons tout assemblé, nous avons vu des baisses de luminosité qui n’étaient pas causées par Quaoar, mais qui indiquaient la présence de matière sur une orbite circulaire autour de lui. Au moment où nous avons vu cela, nous avons dit : D’accord, nous voyons un anneau autour de Quaoar ». En ce qui concerne les systèmes d’anneaux, la planète géante Saturne détient la couronne. Connue comme la planète aux anneaux, Saturne possède une collection de poussière et de petites lunes qui entourent l’équateur de la planète. Bien qu’il s’agisse d’un site d’observation impressionnant, la masse du système d’anneaux est assez faible. S’il était collecté, il ferait entre un tiers et la moitié de la masse de Mimas, la lune de Saturne, ou environ la moitié de la masse de la banquise antarctique de la Terre. L’anneau de Quaoar est beaucoup plus petit que celui de Saturne mais non moins intrigant. Ce n’est pas le seul système d’anneaux connu qui existe autour d’une planète naine ou mineure. Deux autres – autour de Chariklo et Haumea – ont été détectés grâce à des observations au sol. Ce qui rend l’anneau de Quaoar unique, cependant, c’est là où il se trouve par rapport à Quaoar lui-même.
La limite de Roche
Tout objet céleste avec un champ gravitationnel appréciable aura une limite dans laquelle un objet céleste s’approchant sera mis en pièces. C’est ce qu’on appelle la limite de Roche. Des systèmes d’anneaux denses devraient exister à l’intérieur de la limite de Roche, ce qui est le cas pour Saturne, Chariklo et Haumea. « Donc, ce qui est si intrigant dans cette découverte autour de Quaoar, c’est que l’anneau de matière est beaucoup plus éloigné que la limite de Roche », explique Giovanni Bruno, de l’Observatoire astrophysique de l’INAF à Catane, en Italie. C’est un mystère car selon la pensée conventionnelle en astronomie, les anneaux au-delà de la limite de Roche fusionneront en une petite lune en quelques décennies seulement. « À la suite de nos observations, la notion classique selon laquelle les anneaux denses ne survivent qu’à l’intérieur de la limite de Roche d’un corps planétaire doit être complètement révisée », explique Giovanni. Les premiers résultats suggèrent que les températures glaciales vers Quaoar pourraient jouer un rôle en empêchant les particules de glace de se coller, mais des recherches supplémentaires sont nécessaires. « Les observations de Chéops ont joué un rôle clé dans l’établissement de la présence d’un anneau autour de Quaoar, dans une application de photométrie de haute précision et à haute cadence qui va au-delà de la science exoplanétaire plus typique de la mission », explique Kate. Pendant que les théoriciens se mettent au travail sur la façon dont les anneaux Quaoar peuvent survivre, le projet Lucky Star continuera d’examiner Quaoar et d’autres TNO alors qu’ils occultent des étoiles lointaines pour mesurer leurs caractéristiques physiques et voir combien d’autres ont également des systèmes d’anneaux. Et Cheops reviendra à sa mission initiale d’étudier les exoplanètes à proximité.
Traduction : Olivier Sabbagh
NDT : Un peu partout dans ce document Quaoar est décrit comme étant une planète naine.
Attention : C’est faux (beaucoup) et c’est vrai (un peu) !!
Officiellement, c’est faux dans la mesure ou l’Assemblée Internationale d’Astronomie n’a pas qualifié d’autre planète naine en dehors des seules 5 qui ont été qualifiées comme telles en 2006 : Cérès (dans la ceinture principale d’astéroïdes), Pluton, Hauméa, Makémaké et Éris dans la ceinture de Kuiper. Donc juridiquement, Quaoar n’est pas une planète naine mais seulement un Objet Trans Neptunien (TNO en anglais).
En même temps, sur le plan géologique, c’est physiquement un peu vrai, par son emplacement, sa composition, son orbite héliocentrique et d’autres critères, Quaoar coche bien la plupart des cases nécessaires pour devenir une planète naine, et elle le deviendra certainement dans quelques années, cela relèvera d’une décision de nature « administrative ». Mais il en est exactement de même pour d’autres objets du même type que sont (liste non limitative) : Sedna, 2007 OR10, Orcus, 2002 MS4, Salacie, Varuna, 2012 VP113, et il y en a beaucoup d’autres…
Premiers dépôts martiens
ESA 2023 01 31
Voici comment la NASA et l’ESA font une collecte d’échantillons de la surface de Mars. Ces échantillons seront, dans quelques années, récupérés sur Mars pour être renvoyés sur la Terre pour les analyser. Cliquez ici
L’actualité nous entraîne bien évidemment sur le nouveau satellite spatial “James Webb Space Telescope”, aussi appelé JWST ou “Webb”. Après une longue période de recherche et de réalisation, il a été mis en orbite par une fusée Ariane 5 le 25 décembre 2021. Il est désormais en place et en mesure de nous fournir des images exceptionnelles.
Le GAP47 (parmi d’autres entités) a établi un partenariat avec l’ESA, destiné à faire connaître au plus grand nombre les premiers résultats du satellite spatial “James Webb Space Telescope”, appelé aussi JWST. Les organisations qui ont participé à la mise en orbite de ce satellite sont les agences spatiales américaine (NASA), européenne (ESA) et canadienne (ASC).
Notre partenariat a été finalisé avec l’ESA depuis quelque temps déjà. Le GAP47 sera donc habilité à diffuser des informations de première main sur les toutes premières images obtenues par ce télescope exceptionnel qui a été lancé le 25 décembre 2021 par une fusée Ariane 5. Les premiers éléments ont été diffusés, traduits et mis en ligne sur notre site entre le 12 et le 15 juillet 2022.
Vue d’artiste du JWST
Le JWST a été développé par la NASA en coopération avec l’Agence Spatiale Européenne (ESA) et l’Agence Spatiale Canadienne (ASC), le JWST observera l’univers essentiellement dans l’infrarouge.
La France est présente dans l’aventure du JWST, notamment à travers sa participation au développement de l’instrument MIRI, l’un des 4 instruments à bord du satellite. Pour l’exploitation scientifique de ce fabuleux télescope spatial, la communauté française des astronomes et des astrophysiciens pourra s’appuyer sur le Centre d’Expertise (MICE) qui a été mis en place au Département d’Astrophysique du CEA, à Saclay, avec la collaboration de l’IAS, du LESIA de l’Observatoire de Paris, et du laboratoire d’Astrophysique de Marseille (LAM).
Plus ou moins destiné à compléter (mais pas à remplacer) le satellite Hubble (lancé en 1990), il est assez différent à plusieurs égards :
- Hubble est un télescope observant presque uniquement dans les longueurs d’onde de la lumière visible et légèrement en proche ultraviolet ainsi qu’en proche infrarouge (de 115 à 2500 nm soit 0,115 à 2,5 µm), il est en orbite autour de la Terre à une altitude d’environ 590 km, son miroir primaire a un diamètre de 2,40 mètre en un seul morceau.
- Le JWST (qui a coûté plus de 10 milliards de dollars) va observer essentiellement dans l’infrarouge et légèrement en lumières rouge et orange du spectre visible (de 0,6 à 28 µm), il sera en orbite héliocentrique (autour du Soleil) à 1,5 million de km de la Terre et son miroir, composé de 18 éléments hexagonaux de 1,30 m de large aura un miroir déployé d’une taille de 6,50 m de diamètre.
Deux pages consacrées au JWST qui se trouveront dans le menu. : “Ressources” / “Télescopes exceptionnels” / “JWST”
La première de ces pages est axée sur l’histoire du JWST, de sa conception à sa réalisation et jusqu’à son lancement. Elle est en ligne… à JWST1
La seconde page est destinée à recevoir les photos et les données que nous pourrons récupérer et diffuser en temps quasiment simultané, grâce à notre partenariat avec l’ESA. Les images des cinq premières cibles choisies ont été mises en ligne le mardi 12 juillet, et nous continuons à nourrir régulièrement ces pages avec les informations et les images de Webb, qui nous sont transmises par l’Agence Spatiale Européenne (ESA) et que nous mettons en ligne dans les meilleurs délais. En ligne… à JWST2
Il n’est jamais trop tôt pour commencer en astronomie…
Par Cédric Zamora, membre du GAP47
Aurélia (9 ans) au GAP47 le 19 août 2022
Le 19 août 2022, au GAP47, observation de Saturne avec notre Dobson de 400mm.
Je donne des explications à des visiteurs, j’explique à un jeune (16 ans) comment recentrer Saturne car elle n’était plus dans l’oculaire en raison de la rotation de la Terre, et je continue mes explications avec une famille.
Au bout de 20 minutes, les gens défilent à l’oculaire, tous émerveillés devant la belle aux anneaux et je me rends compte que ça fait longtemps que je n’ai pas touché le tube. Et là, je vois une petite fille de 9 ans qui passe sous le tube pour aller recentrer Saturne pour les visiteurs suivants ! Génial !
Peu de monde au 400, je pointe la galaxie d’Andromède au laser et je laisse la petite la chercher toute seule. En 5 minutes, Andromède était au centre de l’oculaire ! Elle a finalement passé une heure et demie à manipuler le 400, passant d’Andromède à Jupiter puis a Saturne sans aucune aide ! Elle s’est complètement appropriée le 400, rapidement et avec succès ! Même dans le noir je voyais son sourire, ouvert jusqu’aux oreilles !!
À 9 ans, manipuler un tel télescope, entièrement manuel, deux fois plus grand et trois fois plus lourd qu’elle, avec autant de facilité, c’est très étonnant, très beau à voir et ça nous a fait énormément plaisir ! Nous espérons que son intérêt pour l’astronomie ne se démentira pas au fur et à mesure qu’elle grandira en âge…
Message de la famille d’Aurélia : « Nous avons eu un très bon accueil et de très belles explications un panorama du ciel qui nous en a mis plein la vue. Avec des personnes qui ont su partager leur passion et émerveiller petits et grands. Ravis d’avoir passé une soirée riche en découvertes. Nous sommes rentrés avec des étoiles plein les yeux. Merci pour Aurélia qui a pu avoir cette belle expérience et découvrir cette belle nuit étoilée. 👍🌟 Merci à toute l’équipe pour cet agréable moment de partage et de découvertes ».
La visite de deux astrophysiciens au GAP47
Le samedi 16 octobre 2021, nous avons eu, grâce à Martine M., membre du GAP47,
le privilège de recevoir la visite de deux célèbres astrophysiciens français.
Il s’agit de Dominique Proust et de Jean-Pierre Maillard.
Dimanche 8 août 2021 à 19h22’23”, Cédric Zamora du GAP47 prend une série de clichés du Soleil. Ce pourrait être banal si ce n’est qu’à ce moment précis, la Station Spatiale Internationale (ISS), avec Thomas Pesquet à son bord, passe devant le Soleil, vu depuis le Lot-et-Garonne. Les photos de Cédric ne montrent pas par hasard le passage de l’ISS, c’était totalement voulu et difficile à mettre en œuvre.
Le passage de l’ISS sur la largeur du Soleil dure moins de 2 secondes !!
Document à ne surtout pas manquer :
Le panoramique de la NASA, fait par le rover Perseverance sur Mars, réalisé via une succession de photos sur 360 degrés a été modifié et adapté par Philippe, l’un de nos membres, pour en faire un panorama interactif.
Magnifique timelapse (succession d’images fixes) de la Terre, émergeant du limbe de la Lune. Cette vision a été celle des astronautes d’Apollo 8, le 24 décembre 1968. Peut-être le plus beau tableau du couple Terre/Lune ↓
Un document très approfondi sur le Scandale Starlink. Beaucoup d’informations et de photos sur ce qui menace la qualité de notre ciel !
Ne manquez pas de vous promener au GAP47 avec notre visite virtuelle
Vous pourrez régulièrement trouver des documents pdf ou des pages spécifiques assez courts, témoins d’une actualité astronomique récente, dans : Ressources / Téléchargements / Autres documents