MEK 2012: LA CAMPAGNE D'OBSERVATION DES ECLIPSES MUTUELLES AU SEIN DU SYSTEME BINAIRE DE L'ASTEROIDE (22) KALLIOPE

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Dernière mise à jour le 3 février 2012

Introduction

En Février 2012, l'astéroïde binaire (22) Kalliope atteindra l'un de ses équinoxes annuel. En conséquence, le plan de l'orbite de son petit satellite, Linus, contiendra également le Soleil. Cette configuration particulière donne lieu à des éclipses mutuelles entre chaque membre du système binaire. Vus depuis le Soleil, l’un passe devant l’autre. Vus depuis la Terre, l’ombre de l’un se projette sur la surface de l’autre, enlevant ainsi un peu de la lumière solaire du système rediffusée vers la Terre. De tels phénomènes se produisent tous les 5 ans.

OA Kalliope image

Fig. 1: Vues de kalliope à partir de son modéle 3D.

Ils ne sont donc pas rares mais sont en revanche sont difficiles à observer. Une campagne internationale dédiée à l’observation photométrique de ces éclipses est organisée et coordonnée par l'IMCCE. C'est la seconde campagne de ce type, la première ayant eu lieu en 2007 (Descamps et al, 2008).

Nous avons amélioré le modèle orbital du système Kalliope - Linus (F.Vachier et al 2012) en utilisant notre nouvel algorithme génétique appliqué aux astéroides binaires. La solution obtenue montre des résultats dont les résidus moyens sont de l'ordre de 15 milli-arc-secondes. Le graphique présente les cordes de disparition et réapparition de l'étoile, lors de l'occultation de 2006 au Japon. La solution orbitale obtenue pour le couple Kalliope - Linus, est a ce jour, l'orbite de satellite d'astéroides, la plus précise. Nous utilisons cette solution pour calculer les phénomènes mutuels entre le satellite et son primaire.

2006 Occultation au Japon

Fig. 2: Position prédite (croix bleue en haut a droite) comparée au profil ajusté de Linus sur les cordes d'occultation (cf. Descamps et al. 2008): dx = 9 km = -7 mas, dy = 3.6 km = 3 mas.

En raison de l'évolution rapide de la géométrie relative du système par rapport à la Terre et au Soleil, la saison des phénomènes mutuels dure à peine plus d’un mois. Les éclipses mutuelles auront lieu principalement en février 2012. La déclinaison positive de Kalliope (34°) favorisera les télescopes de l’hémisphère nord. L’éclat relativement brillant de Kalliope (mv = 11 à une distance géocentrique d'environ 2UA) permet à de petits télescopes ayant une ouverture d'au moins 20 cm de capter ces phénomènes fugaces.

L'atténuation produite varie entre 0.03 et 0.07 magnitudes pour une durée d’environ 2 heures. La forme de la baisse de luminosité dépend de la forme irrégulière de Kalliope. Nous avons estimé qu’une précision photométrique d'environ 0.02mag est nécessaire pour mettre en évidence ces petites variations photométriques. L’éclipse ne peut être mise en évidence qu’à la condition de disposer de courbes de lumière « saines » de référence enregistrées à la veille ou au lendemain du phénomène.

Ces observations photométriques d'éclipses mutuelles nous permettront d'améliorer encore notre connaissance des propriétés physiques et orbitales de ce système binaire étonnant. Ces événements offrent une occasion unique de mesurer indirectement la taille de Kalliope qui régit principalement la durée d'un événement.

Par ailleurs, la datation précise des instants de début et de fin d'éclipse nous permet de contraindre très fortement la solution orbitale du mouvement de Linus autour de Kalliope.

Prediction des phénomènes

La table 1 présente l'ensemble des phénomènes observables. Pour chacun d'entre-eux sont donnés les instants de début et fin, la durée, la chute en magnitude et la phase géométrique.

Animated Eclipse

Fig. 3: Courbes de lumière synthétiques de l'éclipse par Linus du 2 mars 2012.
La courbe de lumière de rotation montre une légère atténuation signalant
qu'un phénomène est en cours (cliquez pour élargir).

La figure 2 illustre par l'exemple une courbe de lumière de rotation de Kalliope. La légère atténuation visible sur la courbe de lumière trahit l'existence d'un phénomène. Si l'on dispose d'une courbe de lumière de Kalliope "pure", c'est-à-dire exempte de tout phénomène, il suffit alors de la retirer de celle comportant le phénomène pour obtenir la courbe de lumière de celui-ci.

L'amplitude de l'atténuation ainsi que sa durée, de l'ordre de deux heures, sont directement fonctions du rapport de taille entre les deux corps et de la taille du corps principal, dit corps primaire. La courbe de lumière "pure" est appelée courbe de référence et s'obtient par une observation photométrique de Kalliope réalisée la veille et/ou le lendemain du phénomène.

  • Date: date du phénomène
  • Phénomène: Type de phénomène: 'O' = occultation, 'E' = eclipse, '1' = Kalliope, '2' = Linus
  • Début: L'instant UTC du début de l'éclipse
  • Fin: L'instant UTC de fin de l'éclipse
  • Δt: La durée du phénomène
  • Δmag: Amplitude de la chute en magnitude
  • Visualisation: Les icones indiquent la possibilité de télécharger chaque phénomène sous la forme d'une animation au format MPEG ou d'un graphique montrant la courbe de lumière prédite au formet Postscript.

Les instants de début et fin sont donnés avec une précision d'une minute.

Date
 
Event
 
Begin
(UTC)
End
(UTC)
Δt
h:m
Δmag
 
Phase
(°)
View
 
2012-02-04 1E2 08h11m 10h04m 01:53 0.0057 16.54
2012-02-06 2E1 03h05m 05h15m 02:10 0.0175 16.96
2012-02-07 1E2 22h23m 00h06m 01:43 0.0217 17.37
2012-02-09 2E1 17h26m 19h20m 01:54 0.0172 17.76
2012-02-11 1E2 12h10m 14h47m 02:37 0.0446 18.12
2012-02-13 2E1 07h16m 09h57m 02:41 0.0281 18.47
2012-02-15 1E2 02h31m 05h25m 01:54 0.0440 18.80
2012-02-16 2E1 21h44m 00h38m 02:54 0.0547 19.10
2012-02-18 1E2 16h36m 19h14m 02:38 0.0491 19.39
2012-02-20 2E1 11h40m 14h29m 02:49 0.0447 19.65
2012-02-22 1E2 06h55m 09h43m 02:48 0.0511 19.90
2012-02-24 2E1 02h12m 04h57m 02:45 0.0567 20.13
2012-02-25 1E2 21h26m 23h48m 02:22 0.0453 20.34
2012-02-27 2E1 16h06m 18h52m 02:46 0.0462 20.53
2012-02-29 1E2 11h22m 13h58m 02:36 0.0441 20.70
2012-03-02 2E1 06h50m 09h11m 02:21 0.0639 20.86
2012-03-04 1E2 02h07m 04h01m 01:54 0.0307 20.99

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