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Chasser les comètes avec la méthode de Rolph Meier

Dossier - Devenez chasseur de comètes !
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L'astronome Michel Festou nous expose une technique de recherche des comètes et nous donne des conseils pour l'observation du ciel.

  
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Pour satisfaire notre curiosité, l'astronome Michel Festou, attaché au Service d'Aéronomie du CNRS et spécialiste des comètes, nous propose une technique de recherche des comètes « nouvelles » basée sur l'expérience de Rolph Meier.

Cet amateur canadien a commencé à rechercher les comètes en 1972, peu après l'inauguration à Ottawa d'un observatoire public appartenant à la Société royale d'astronomie du Canada, section anglophone. L'instrument offert aux amateurs est un télescope de 400 mm f/5. Avec un oculaire Erfle de 35 mm offrant un champ apparent de 68° il donne un grossissement de 56x. La pupille de sortie est de 7 mm fournissant le maximum de clarté ; le champ circonscrit est de 1°15', mais il peut atteindre 2°12' avec les nouveaux oculaires Plössl ultragrands angles, ce qui en fait un instrument idéal pour les faibles luminosités. L'instrument est placé à l'écart des lumières urbaines gênantes, à 50 km à l'ouest de la capitale.

À l'usage, l'instrument (et le site) s'avéra capable « de voir » des étoiles de 17e magnitude ou des nébulosités aussi difficiles que les nuages de poussière entourant M45 ou ceux de la Tête de Cheval d'Orion.

Précisons que de telles performances ne sont absolument pas un préalable pour faire des découvertes, heureusement !

La méthode de Rolph Meier pour découvrir de nouvelles comètes

Une ligne de conduite s'impose : discerner rapidement les vraies comètes des objets non cométaires. N'oublions pas que le célèbre Charles Messier dressa son catalogue afin de disposer d'une référence sûre qui lui dirait si l'objet dans son champ était un objet permanent du ciel ou non.

On voit tout de suite apparaître deux éléments indispensables pour faire un bon « chasseur » : un jugement sûr et une bonne documentation auxiliaire. Avec un peu d'expérience, l'observateur connaît d'ailleurs un très grand nombre d'objets astronomiques dont il sait, même si elles ne montrent pas de forme caractéristiques, sont telle galaxie ou telle nébuleuse. Meier utilise surtout l'atlas Skalnate Pleso et parfois il doit faire appel à l'atlas photographique Atlas Stellarum de Vehrenberg qui lui révéla une première fois un objet d'aspect diffus à l'endroit voulu : les autres fois... il s'agissait de comètes !

Les astronomes classent les comètes à partir de leur période orbitale. On compte 115 comètes dont la révolution est inférieure à 155 ans et 66 d'entre elles ont été observées au moins deux fois. En moyenne on découvre 3 comètes à longue période chaque année et une comète à courte période tous les 4 ans. On dispose à ce jour de données relatives à quelque 750 comètes.

Les professionnels attribuent des lettres et numéro d'ordre aux comètes :

  • C/ : comète à longue période
  • P/ : comète dont la période est inférieure à 200 ans
  • A/ : astéroïde ou comète dormante
  • D/ : comète défunte

Le décompte des découvertes est établi par demi-mois en commençant par 'A'. Vient ensuite un numéro d'ordre. Ainsi la première comète à longue période découverte durant la seconde moitié du mois de février 2000 sera cataloguée C/2000 D1.

Bien que les traités de cométologie disent qu'il est préférable d'utiliser des instruments bien plus modestes, nous verrons plus tard avec quelques exemples précis que ce n'est pas toujours vrai. Meier avance des arguments bien convaincants pour défendre son choix et, après trois découvertes (1978 F après 50 heures de quêtes étalées sur trois ans, 1979 I après 30 heures et 1980 Q après un nombre d'heures non précisée, mais sans doute faible comme le suggèrent ses déclarations dans la revue Star & Sky, il semble que les événements lui donnent raison. Tout au moins pour le type de comètes qu'il découvre. Par ailleurs, si la chance peut-être invoquée pour expliquer le modeste temps moyen d'observation entre deux découvertes, il n'en va pas de même pour expliquer ces dernières.

La grande ouverture permet d'atteindre des objets faibles, donc de découvrir des comètes bien avant qu'elles ne deviennent brillantes (en règle générale elles seront donc assez loin du Soleil).

Bien que l'agrandissement de 56x soit faible, la grande focale et la forte luminosité du télescope rendent les nébulosités facilement identifiables dans la plupart des cas ; même si l'on ne sait pas de quel objet NGC ou autre catalogue dont il s'agit, on sait immédiatement que ce n'est pas une comète et la chasse peut continuer sans perdre de temps, un facteur crucial.

Les objets suspects sont par ordre de fréquence : les galaxies, les amas globulaires, les nébuleuses galactiques, les nébuleuses planétaires, les systèmes stellaires multiples.

Meier précise qu'il couvre le ciel qui lui est accessible en 8 heures environ et qu'il n'est pas nécessaire de faire ce balayage plus d'une fois par mois ; il chasse donc 8 heures par mois au plus ! Son argument est que les comètes ne passent du stade « indécouvrable » à « découvrable » en moins de 30 jours.

Mais l'expérience montre qu'il n'en n'est pas ainsi dans de nombreux cas et que la géométrie Terre-comète-Soleil peut jouer bien des tours à l'observateur. Pour Michel Festou, 15 jours est une moyenne plus acceptable.

Prenons le cas de Bradfield (1980 T) : sa période de visibilité, alors que son orbite est connue, n'excède guère un mois. Et elle atteint la magnitude 3 ! Considérons Chernis-Petrauskas (1980 K). Elle est arrivée à son périhélie en juin : elle était alors à 10° sous l'horizon au moment du crépuscule astronomique (Soleil à -18°) pour un observateur placé à la latitude de 40°N, donc indétectable, alors qu'elle était à son éclat maximal. Et pour ce même observateur elle est restée sous l'horizon de mars à juin. Puis dans les deux mois qui ont suivi son passage au périhélie, elle s'est élevée à +35° sur l'horizon : elle était alors de 10e grandeur et plus. Après septembre 1980 sa hauteur sur l'horizon, toujours pour cet astronome hypothétique, a décru de nouveau. En tout, elle n'a pas dû rester plus d'un mois plus brillante que la magnitude 10, et sans jamais être à plus de 35° sur l'horizon. Un vrai coup de chance qu'elle ait été aperçue !

Un autre aspect que souligne Meier est le suivant : faut-il ou non revenir sur une région déjà observée, de crainte d'avoir manqué une comète ? Sa réponse est celle du bon sens : si on l'a déjà examinée, la probabilité d'y voir un objet est bien plus faible que celle d'en voir dans une région non explorée depuis un certain temps. Comment procède-t-il en pratique ? Meier considère une déclinaison qu'il n'a pas sondé depuis environ 1 mois, part de l'horizon, monte aussi loin qu'il peut en ascension droite, change de déclinaison de la valeur du champ et se dirige de nouveau vers l'horizon. Avec les nouveaux oculaires grand champ offrant un champ apparent de 84° ou plus encore, le ciel peut ainsi rapidement être balayé.

Bien que Meier attribue les succès de Bradfield à une grande expérience, une grande habileté, une faible concurrence dans l'hémisphère sud et à un site exceptionnel, il ne mentionne pas un facteur déterminant : Bradfield utilise une toute autre méthode. Il n'explore pas les mêmes régions du ciel et il n'emploie pas le même type d'instrument.

La méthode de Bradfield

Bradfield découvre les comètes près du Soleil, quand elles sont brillantes. Il est d'ailleurs limité dans ce domaine par son instrument, un télescope de 150 mm, bien plus adapté à la recherche rapide près de l'horizon d'objets de magnitude 7 à 9. Quand Meier commence une séance d'observation, il est certain, d'après la méthode décrite ci-dessus, qu'il n'accorde pas une grande attention à la zone proche de l'horizon. Il le dit d'ailleurs en clair lorsqu'il affirme que la probabilité de découverte est faible. On ne peut évidemment pas être d'accord avec lui, les succès de Bradfield le démontrent amplement. Les caractéristiques orbitales des comètes que Meier découvre montrent nettement que sa méthode est idéale pour celles dont les inclinaisons sur l'écliptique sont élevées (donc passant dans les régions polaires écliptiques) et celles dont la distance au périhélie sont grandes, 1 UA et plus.