Magazine Observatoire de Paris n°10 jun/jui/aoû 2008
Magazine Observatoire de Paris n°10 jun/jui/aoû 2008
  • Prix facial : gratuit

  • Parution : n°10 de jun/jui/aoû 2008

  • Périodicité : trimestriel

  • Editeur : Observatoire de Paris

  • Format : (220 x 307) mm

  • Nombre de pages : 32

  • Taille du fichier PDF : 22 Mo

  • Dans ce numéro : spécial spatial.

  • Prix de vente (PDF) : gratuit

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LE SATELLITE HIPPARCOS a scruté le ciel pendant 3,5 ans et établi un catalogue de 118 218 étoiles./The Hipparcos satellite surveyed the sky during three-and- a-half years and drewup a catalogue of 118,218 stars. ESA Hipparque, au II e siècle avant notre ère déjà, a construit à l’œil nu un catalogue des mille étoiles les plus brillantes. Puis au milieu du XIX e siècle, la photographie a apporté la première révolution. À ce titre, l’Observatoire de Paris a joué un rôle majeur dans le programme « Carte du ciel » aux côtés de quinze instituts du monde entier. Ensuite, réaliser des mesures depuis l’espace a constitué une deuxième révolution : lancé en 1989, le satellite européen Hipparcos a scruté inlassablement le ciel pendant près de quatre ans et multiplié la précision astrométrique par presque 100 ainsi que le nombre d’étoiles mesurées. Au total, 118 000 astres ont ainsi vu leur localisation, distance et mouvement propre (en projection sur la sphère céleste) déterminés avec une incertitude résiduelle de l’ordre de la milliseconde d’arc, c’est-à-dire l’équivalent de la taille apparente d’un homme sur la Lune, vu depuis la Terre. Il restait à relier l’ensemble de ces données au repère constitué par les quasars 2, meilleurs étalons de position disponibles du fait de leur distance : plus de 10 milliards d’années-lumière, ce qui les situe aux confins de l’Univers observable. Ces objets hyperlumineux ont été observés en radio depuis les années 1980 par la technique d’interférométrie à très longue base (VLBI) qui mobilise simultanément plusieurs antennes séparées par des milliers de kilomètres. Ils forment ainsi la trame support du Système de LES QUASARS sont alimentés par des trous noirs géants au cœur des galaxies./Quasars are fed by giant black holes at the center of galaxies. Hubble/J. Bahcall/IAS Princeton Contacts : Catherine TURON Astronome GEPI + 33 (0)1 45 07 78 37 catherine.turon@obspm.fr Jean SOUCHAY Astronome SYRTE + 33 (0)1 40 51 23 22 jean.souchay@obspm.fr CELESTIAL REFERENCES : A CHALLENGE FOR ASTRONOMERS Répertorier et positionner les objets avec le maximum de précision constitue l’un des objectifs majeurs de l’astronomie. D’où la mise en place d’un Système de référence céleste international - ICRS 1. Listing celestial objects and measuring their positions as accurately as possible is one of astronomy’s main goals. The International Celestial Reference System (ICRS) 1 was created towards that end. référence céleste international adopté par l’Union astronomique internationale (UAI) en 1998. Environ 200 d’entre eux, bien répartis sur le ciel, ont été soigneusement sélectionnés pour leur stabilité et leur fixité. Un long travail de préparation a été réalisé, en particulier à l’Observatoire de Paris, au SYRTE - Systèmes de Référence Temps-Espace et au GEPI - Galaxies, Étoiles, Physique et Instrumentation, afin de rattacher les observations optiques d’Hipparcos au système de référence défini indépendamment par ces quasars. D’Hipparque à Gaia Une nouvelle et troisième révolution est en marche avec la mission spatiale Gaia 3 en cours de développement par l’ESA depuis 2000. À partir de 2012, un milliard d’objets seront observés avec une précision de 10 à 100 microsecondes d’arc (le diamètre d’un cheveu à une distance de 1000 kilomètres), dont une majorité d’étoiles mais aussi 500 000 quasars. L’Observatoire s’implique de nouveau fortement dans la définition de ce futur système de référence. L’UNE DES ANTENNES du réseau JIVE (Joint Institute for VLBI in Europe), à Dwingeloo (Pays-Bas)./One of the antennas of the JIVE (Joint Institute for VLBI in Europe) network at Dwingeloo, in The Netherlands. R. Millenaar/Astron 16 – MAGAZINE DE L’OBSERVATOIRE N°10 – SPÉCIAL SPATIAL/JUIN 2008 APPLICATIONS RÉFÉRENCES CÉLESTES : UN ENJEU POUR TOUS LES ASTRONOMES In the 2nd century B.C., Hipparchus had already drawnup a nakedeye catalogue of the one thousand brightest stars. Later, in the middle of the 19 th century, photography brought about the first revolution. In this respect, the Observatoire de Paris played a major role in the « Carte du ciel » program, together with fifteen institutes from all over the world. The second revolution came about with the possibility of performing measurements from space. Launched in 1989, the European Hipparcos satellite tirelessly surveyed the sky during nearly four years and increased the astrometric accuracy and the number of stars measured by a factor of close to 100. In all, the position, distance and proper motion (projected on the celestial sphere) of 118,000 celestial bodies were determined with a residual uncertainty of the order of one millisecond of arc, which is equivalent to the apparent size of a person standing on the Moon as seen from the Earth. Astronomers had still to connect these data with the reference system based on quasars 2, the best available position yardsticks due to their distance of over 10 billion light-years and located at the outer limits of the observable Universe. These ultra-bright objects have been observed by radio since the 1980s using very large base interferometry (VLBI), which involves several antennas working simultaneously thousands of kilometres apart. Quasars constitute the supporting framework for the International Celestial Reference System adopted by the International Astronomical Union (IAU) in 1998. Some 200 of them, scattered throughout the sky, were carefully selected on the basis of their stability and steadiness. A long preparatory work was carried out, notably at two laboratories of the Observatoire de Paris : the Time-Space Reference Systems (SYRTE) and the Galaxies, Stars, Physics and Instrumentation (GEPI), in order to linkup the optical observations from Hipparcos to the reference system defined independently by those quasars. From Hipparchus to Gaia A new and third revolution is underway with the Gaia 3 space mission being developed by ESA since 2000. Beginning in 2012, one billion objects will be observed with an accuracy of from 10 to 100 microseconds of arc (the diameter of a hair at a distance of 1,000 kilometres), mostly stars but also some 500,000 quasars. The Observatoire is again actively involved in the definition of this future reference system. 1. Système de coordonnées célestes utilisé par l’ensemble des astronomes et défini par rapport à une liste de quasars très stables./Celestial coordinate system used by astronomers and defined with respect to a set of very stable quasars. Further information : http://hpiers.obspm.fr/icrs-pc/2. QUAsi Stellar Astronomical Radiosource : astre d’apparence proche d’une étoile qui émet une énergie considérable, les quasars sont des noyaux de galaxies très jeunes./Objects similar to stars and emitting considerable energy, quasars are nucleiof very young galaxies. 3. Voir l’article « Gaia arpente les étoiles de la Galaxie », p.26./See the article « Gaia to map the stars in our galaxy », on p.26.
APPLICATIONS ÉPHÉMÉRIDES POUR MISSIONS SPATIALES EPHEMERIDES FOR SPACE MISSIONS C’est devenu une habitude, tous les jours, la météo et la télé annoncent l’heure de lever et de coucher du Soleil. Ceci cache un travail de fond qui vise à décrire avec précision la trajectoire de chaque objet du système solaire au grand bénéfice, notamment, des satellites et sondes d’exploration. Quarante chercheurs de l’Institut de Mécanique Céleste et de Calculs des Éphémérides - IMCCE suivent ainsi le ballet de la Lune, des planètes et de leurs satellites, des astéroïdes et des comètes. Ce défi répond aux ambitions de la conquête spatiale avec des missions de plus en plus nombreuses, complexes et délicates. L’investissement de l’espace aurait été impossible sans l’appui de spécialistes qui œuvrent au sol avec leurs cerveaux et télescopes. Les véhicules lancés obéissent à la relativité générale d’Albert Einstein. La navigation, telle celle des navires en mer, exige de disposer de repères fiables sous peine de risquer de s’échouer ou de se perdre... Le système solaire recèle huit planètes et des centaines de milliers d’astéroïdes. La position de la Terre est définie au centimètre près. Celle de Mars est prédite avec une incertitude de quelques mètres et celle de Jupiter de dizaines de kilomètres ! Les tables et logiciels des éphémérides décrivent aussi les éclipses, les occultations et les pluies d’essaims de météorites. Des travaux rivaux de la NASA Très en amont de chaque mission, les experts accumulent les observations et modélisent les mouvements grâce à des théories dynamiques qui prennent en compte la force de gravité, le vent solaire, la pression du rayonnement. On détermine numériquement les orbites. Un minuscule oubli, une erreur dans les masses, et c’est la catastrophe : le robot manque sa cible ou s’y écrase. Bien des années avant le rendez-vous, des études sont entreprises afin de garantir la qualité des prévisions. Ce travail original et de longue haleine est effectué par deux entités au monde : le Jet Propulsion Laboratory de Pasadena (Californie) sous l’égide de la NASA et l’IMCCE de l’Observatoire de Paris pour le CNES et l’ESA en Europe. D’autres laboratoires suivent les cibles et entretiennent les bases de données. À terme, une multiplication des équipes serait souhaitable afin de vérifier les résultats, les croiser, les comparer de manière indépendante et concurrente, pour toujours plus de sûreté. MAGAZINE DE L’OBSERVATOIRE N°10 – SPÉCIAL SPATIAL/JUIN 2008 – 17 Huygens, Gaia, Marco Polo ou Laplace : toutes les sondes, parties ou en projet, nécessitent de solides calculs afin de guider leurs pas parmi les astres. Huygens, Gaia, Marco Polo, Laplace : whether already launched or in the project phase, all these probes require precise calculations to chart their course across the skies. LE PROJET LAPLACE envisage de déployer trois sondes afin d’étudier Jupiter et son satellite Europe./The Laplace project will deploy three probes for the study of Jupiter and its moon Europa. Galileo/NASA Every day, radio and television weather forecasts routinely give sunrise and sunset times. What they don’t say is that these data are the result of complex calculations whose aim is to accurately describe the trajectory of each object in the solar system for the benefit of exploration satellites and probes, among others. Forty researchers from the Institute for Celestial Mechanics and Computation of Ephemerides (IMCCE) track the path of the Moon, the planets and their satellites, asteroids and comets, in response to the needs of space missions that are continuously increasing in number and complexity. Space exploration would not have been possible without the support of ground-based specialists working with their minds and telescopes. The vehicles that are launched into space obey the laws of Einstein’s general relativity. Navigation, like that of a ship at sea, requires reliable bearings, otherwise the vessel risk getting stranded or running aground. In the solar system there areeight planets and hundreds of thousands of asteroids. The position of the Earth is determined with one-centimetre accuracy, that of Mars, with an accuracy of a few metres, and of a few tens of kilometres in the case of Jupiter. Ephemerides tables and software describe also eclipses, occultations and meteor showers. Rivaling NASA Long before the beginning of each mission, experts collect observations and model trajectories thanks to dynamical theories that account for gravitational forces, solar wind, and radiation pressure, and which result in the numerical calculation of the orbits. The slightest error may have catastrophic consequences, with the robot missing its target or crashing on it. Years before the rendezvous, studies are carried out to insure the quality of the theoretical predictions. This is a long, drawn-out task that only two institutions in the world can undertake : NASA’s Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, California and the IMCCE at the Observatoire de Paris, for CNES and ESA in Europe. Other laboratories track the targets and manage the databases. Eventually, it would be desirable to count on a number of teams for independently comparing and cross-checking the results, and so achievean even higher degree of safety. TRAJECTOIRES de 53 satellites de Jupiter : ces orbites très complexes témoignent de la formation du système solaire. Un suivi permanent est nécessaire pour préparer une éventuelle mission spatiale./Trajectories of 53 moons of Jupiter, which follow highly complex orbits. The preparation of a space mission requires constant tracking. IMCCE/U. Hawaï Contacts : William THUILLOT Astronome, Directeur de l’IMCCE +33 (0)1 40 51 22 62 william.thuillot@obspm.fr Jean-Eudes ARLOT Directeur de recherche CNRS IMCCE +33 (0)1 40 51 22 67 jean-eudes.arlot@obspm.fr



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