Cette image d'artiste représente la sonde spatiale Lucy survolant l'astéroïde troyen (617) Patrocle et son compagnon binaire Menoetius. Lucy sera la première mission à explorer les astéroïdes troyens de Jupiter - d'anciens vestiges du système solaire extérieur piégés dans l'orbite de la planète géante. © Nasa’s Goddard Space Flight Center, Conceptual Image Lab, Adriana Gutierrez
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Science participative : aidez la Nasa à caractériser des astéroïdes avec l'eVscope

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Le réseau mondial d'eVscope poursuit sa montée en puissance pour faire de la science citoyenne participative. Ce télescope révolutionnaire permet notamment, dans ce cadre, d'étudier la forme et les caractéristiques des orbites de certains astéroïdes. Les premiers résultats concernant l'aide qu'il peut apporter pour explorer avec la sonde Lucy les troyens de Jupiter sont déjà là et d'autres sont attendus, pour ces astéroïdes et bien d'autres.

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[EN VIDÉO] Test de l'eVscope d'Unistellar, un télescope pas comme les autres  Nous avons testé l’eVscope de la startup française Unistellar. EV pour « enhanced vision », vision amplifiée. Doté d’un capteur très sensible, cet instrument d’un nouveau genre, connecté, vous dévoile les objets du cosmos, comme aucun autre télescope peut le faire. 

Selon le modèle de Nice, il y a 4 milliards d'années environ, la mécanique céleste des planètes géantes du Système solaire a conduit Jupiter et Saturne à migrer. Le chaos s'en est ensuivi en raison des perturbations gravitationnelles dans les populations de petits corps célestes, vestiges du disque protoplanétaire où sont nées les planètes.

Les calculs montrent que certains de ces petits corps vont être éjectés loin du Soleil pour peupler le fameux nuage d’Oort dont on pense qu’il est à l’origine des comètes à longues périodes qui s'aventurent dans le Système solaire interne pour le quitter ensuite et pour ne plus revenir avant des milliers d'années ou plus. Les calculs montrent aussi que certains d'entre eux auraient été piégés au niveau des points de Lagrange de Jupiter.

On connaît plus de 7.000 astéroïdes troyens de Jupiter. La mission de la sonde Lucy est d'en étudier six. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © Nasa's Goddard Space Flight Center/Scientific Visualization Studio

Si l'origine de ces troyens, comme on les appelle, piégés par les champs de gravitation combinés du Soleil et de Jupiter, reste incertaine, les observations dans le domaine de l'infrarouge réalisées avec la mission Wise les font apparaître comme généralement sombres, réfléchissant peu de lumière et peut-être teintés de rouge-brun. Cela s'accorde avec l'idée (issue des simulations numériques du modèle de Nice) que beaucoup de ces corps se sont formés dans la ceinture de Kuiper, aux confins du Système solaire, et qu'ils sont recouverts de matière organique. Les troyens de Jupiter seraient donc très primitifs et porteurs d'informations sur les dix premiers millions d'années du Système solaire. Ils seraient aussi, en prime, un moyen commode d'étudier les corps de la lointaine ceinture de Kuiper, bien plus difficile à atteindre. Rappelons que la sonde New Horizons, partie en janvier 2006, a atteint Pluton seulement en juillet 2015.

La mission Rosetta de l'ESA nous a permis d'étudier une autre mémoire de l'histoire primitive du Système solaire de ce genre avec la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko ; la sonde Lucy de la Nasa va nous permettre de faire de même d'ici la fin de cette décennie avec six astéroïdes troyens de Jupiter qu'elle explorera de 2027 à 2033. Il y aura d'abord 3548-Eurybate, 15094-Polymèle, 11351-Leucos, 21900-Oros au point de Lagrange L4, puis l'astéroïde binaire 617-Patrocle-Ménétios en L5. Rappelons que le premier astéroïde troyen a été découvert en 1906 par Max Wolf qui l'a baptisé Achille. Depuis, on a donné des noms des héros grecs de l'Iliade aux corps célestes en L4 et des noms de héros troyens aux corps trouvés en L5.

Les occultations avec un eVscope. © Unistellar

Comme Futura l'avait expliqué dans le précédent article ci-dessous, toute personne possédant un eVscope, ou mieux sa dernière version eQuinox développée par la société Unistellar, peut aider à mieux définir la forme et les paramètres orbitaux des astéroïdes du Système solaire et même aider à la découverte et l'étude des exoplanètes.

Ce type de télescope révolutionnaire démocratisant l'accès au ciel profond et permettant la constitution d'un réseau mondial permettant de faire de la science citoyenne peut donc tout naturellement aider la Nasa à préparer au mieux la mission Lucy en étudiant les occultations des troyens de Jupiter visé.

La vidéo ci-dessus enseigne comment faire. Des explications complémentaires peuvent aussi se trouver dans le précédent article ci-dessous avec des extraits d'une interview de l'astronome français Franck Marchis, membre de l'Institut Seti - lequel institut est partenaire d'Unistellar pour la recherche scientifique que permettent les eVscopes.

Lucy a bien été lancée le 16 octobre 2021 et comme l'explique un communiqué de la société Unistellar, déjà le 9 mai 2021, des astronomes citoyens d'Unistellar ont contribué avec succès à la détection d'une occultation associée à l'astéroïde troyen Patrocle dont l'ombre voyageait à 17,5 km/s le long d'un chemin à travers les États-Unis, de la Californie au Wisconsin.

Cinq astronomes citoyens d'Unistellar ont détecté avec succès Patrocle depuis leur arrière-cour en Californie, dont l'acteur et musicien Tim Russ, connu pour son rôle de Tuvok dans Star Trek Voyager. Leurs contributions aideront Lucy à naviguer en toute sécurité pendant le survol du système binaire de Patrocle en 2033.

Dans la nuit du 4 janvier 2022, l'astéroïde 11351 Leucus a donné lieu à une occultation sur Terre, visible dans la partie la plus septentrionale de l'Écosse mais aussi Trondheim, Norvège ; Skellefteå, Suède ; Oulu, Finlande ; et dans l'ouest de la Russie.

Bien d'autres occultations d'astéroïdes sont prévues. On peut consulter la liste de celles que l'on pourra observer avec un eVscope pendant l'année et selon sa localisation sur les continents sur cette page du site d'Unistellar : Choose your continent to find out if an occultation will happen near your location!

Une présentation des possibilités offertes avec le nouvel eVscope. © Unistellar

Pour en savoir plus

 

Illustration de Chariklo et de ses deux anneaux inattendus découverts lors de la campagne d'observation menée avec sept télescopes sud-américains. Profitant de l'occultation d'une étoile lointaine par l'astéroïde, les astronomes ont décelé la présence de matière tout autour. Toutes les données ont permis de caractériser deux couronnes de débris. © ESO, L. Calçada, M. Kornmesser, N. Risinger

Astéroïdes : avec l'eVscope, tout le monde peut aider à déterminer leurs formes

Article de Laurent Sacco publié le 14/12/2020

Le réseau mondial d'eVscope poursuit sa montée en puissance pour faire de la science citoyenne participative. Comme prévu, il permet d'étudier la forme et les caractéristiques de certains astéroïdes, aidant ainsi à explorer le Système solaire et à percer ses secrets.

Cela fait quelques années que Futura vous fait suivre les développements et la saga d'un nouveau télescope à destination du grand public, l'eVscope (Enhanced Vision Telescope). C'est le fruit d'une start-up française, appelée Unistellar, et nous avions notamment fait une interview de l'un des membres d'Unistellar, l'astronome français Franck Marchis. Membre de l'Institut Seti, grand spécialiste de Io et des astéroïdes, Franck Marchis est également très impliqué dans l’imagerie directe d’exoplanètes comme Bêta Pictoris b avec l'instrument Gemini Planet Imager.

L'eVscope est désormais commercialisé et des milliers de personnes l'ont déjà acheté aux États-Unis, au Canada mais aussi en Europe, de sorte qu'un réseau mondial de cet instrument révolutionnaire est en plein développement et qu'il permet, comme prévu de faire de la science citoyenne participative. On vient d'en avoir une nouvelle preuve suite à un communiqué de l'Institut Seti, qui est impliqué dans ce projet et qui vient de donner des résultats avec l'étude par la méthode des occultations de l'astéroïde (943) Bégonia, un petit corps céleste de la ceinture principale découvert le 20 octobre 1920 par l'astronome allemand Karl Reinmuth.

Les occultations stellaires, une clé de l'étude du Système solaire

Mais avant d'aller plus loin à ce sujet, rappelons-nous une partie de ce que nous avait expliqué Franck Marchis dans une précédente interview :

« Il est très difficile de déterminer la taille et la forme d'un astéroïde en l'observant directement dans un télescope. Par contre, comme il est possible de déterminer son orbite, en mesurant la durée d'une occultation d'une étoile qui produit en quelque sorte son ombre sur Terre, on peut estimer sa taille et on peut même détecter une lune ou un anneau autour de l'astéroïde. Les résultats sont d'autant plus précis que l'on dispose de plusieurs observateurs distants qui mesurent des temps d'occultation. On peut aussi préciser la position de l'astéroïde de cette façon et donc mieux prédire sa trajectoire.

L'eVscope a été utilisé avec succès pour obtenir des estimations par la méthode des occultations des tailles de deux astéroïdes troyens autour de Jupiter, Orus et Leucus. Ce sont des cibles de la mission Lucy de la Nasa et, plus généralement, ces déterminations de taille et d'orbite par la méthode des occultations peuvent aider à choisir des cibles pour des missions d'études d'astéroïdes. Nous avons d'ailleurs été les seuls à détecter l'occultation par Orus. Cela n'a pas été facile car il a fallu déplacer une équipe avec deux eVscope en Oman, mais nous avons réussi. C'est la preuve que ce réseau de télescopes pourra vraiment contribuer à l'astronomie professionnelle dans un futur proche. On peut également appliquer cette technique avec l'eVscope pour étudier des petits corps célestes faisant partie de la famille des centaures entre Jupiter et Neptune - à cet égard, il y a l'exemple de (10199) Chariklo, entouré d'un anneau découvert par la méthode des occultations -, voire des objets transneptuniens. »

Conférence donnée par Bruno Sicardy, le 7 février 2017, dans le cadre des conférences publiques de l'IAP. L'exploration du Système solaire par occultation stellaire. © Institut d'Astrophysique de Paris

Les astéroïdes fascinent autant que les météorites et les comètes. Le premier découvert l'a été en 1801 par sérendipité, c'est-à-dire fortuitement, alors qu'il s'agissait de compléter les catalogues stellaires. Giuseppe Piazzi, alors directeur de l'observatoire de Palerme menait des observations dans la constellation du Taureau sans savoir qu'une campagne d'observation avait été initiée par son collègue l'astronome français Joseph Jérôme Lefrançois de Lalande en 1796. Lalande et d'autres pensaient qu'en vertu de la fameuse mais en réalité douteuse loi de Titius-Bode, une planète aurait dû graviter entre Mars et Jupiter.

Piazzi fait donc, à sa place, la découverte de Cérès et entre 1802 et 1807, trois autres objets sont découverts sur des orbites voisines : Pallas, Junon et Vesta. Aujourd'hui, on compte plus de 700.000 astéroïdes dans le Système solaire et on compte en découvrir bien d'autres. Jean-Pierre Luminet a consacré il y a quelques années un ouvrage à leur sujet, et leur étude est bien dans l'actualité comme le montre le récent succès du prélèvement d'échantillons sur Bennu par la sonde Osiris-Rex.

La saga de l'eVscope ne fait que commencer pour la science citoyenne participative

Les astéroïdes sont une des mémoires de la formation et de l'histoire du Système solaire et les informations qu'ils contiennent à ce sujet sont cachées dans leurs compositions mais aussi dans les distributions de leurs orbites et de leurs formes. Nul besoin aujourd'hui d'être un Piazzi pour contribuer à sonder ces mémoires de l'aube du monde puisqu'il suffit maintenant de posséder un eVscope, comme le rappelle Franck Marchis dans le communiqué de l'Institut Seti du 29 octobre 2020 : « L'eVscope unistellaire est plus qu'un télescope. C'est aussi un outil pour accéder à un réseau composé d'astronomes citoyens du monde entier qui peuvent observer ensemble et participer à des campagnes scientifiques. Aujourd'hui, plus de 150 personnes ont déjà contribué à nos campagnes et collecté des données scientifiques précieuses depuis leur jardin ». Des milliers d'astéroïdes sont donc à la portée de tous les membres de la noosphère situés en Asie, en Amérique du Nord et en Europe, qui grâce au réseau Unistellar constituent déjà le plus grand réseau d'astronomes citoyens.

Comme on l'a annoncé, un exemple de cette situation a été donné grâce à l'étude en septembre 2020 des occultations produites par l'astéroïde (943) Begonia via deux astronomes citoyens basés aux États-Unis, en Arizona et à New York. En les observant dans deux endroits différents sur Terre, les deux eVscope ont révélé que l'astéroïde pourrait avoir un diamètre de 83 kilomètres. Sa taille serait 20 % plus grande que ce que l'on pensait auparavant.

Un autre exemple des possibilités ouvertes par le réseau d'eVscope pour la science participative est l'étude de la courbe de lumière de l'astéroïde (787) Moskva, un autre petit corps de la ceinture principale d'astéroïdes découvert le 20 avril 1914 à Simeis par Grigori Néouïmine et dont le diamètre est estimé à 30 kilomètres.

Cette fois-ci, ce sont sept astronomes citoyens de quatre pays différents, États-Unis, Finlande, Suisse et France, qui ont relayé leurs observations faites avec l'eVscope pendant plus d'une heure en août 2020. Ils ont mesuré les variations périodiques de la luminosité de (787) Moskva, variations causées par sa rotation conduisant donc des surfaces différentes de l'astéroïde face au Soleil.

Nous savons maintenant grâce à eux que l'astéroïde tourne bien sur lui-même en 6,056 heures mais il est plus allongé qu'on ne le croyait et avec diamètre compris entre 25 et 30 kilomètres.

« Cette observation valide l'utilisation de l'eVscope pour des études photométriques précises, y compris des exoplanètes en transit, des étoiles variables, des supernovae et d'autres événements transitoires, augmentant considérablement le nombre d'investigations possibles avec le réseau Unistellar », a déclaré  Tom Esposito, chercheur à l'Institut Seti et qui avait sélectionné pour études (787) Moskva.

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