Le phénomène est rare et exceptionnel. Il pourra être vu par tous les métropolitains qui se lèvent tôt, dans le crépuscule naissant. Nul besoin d’être un expert en astronomie pour trouver la pleine lune dans le ciel et ainsi la planète Mars à ses côtés, sauf entre 6 h et 7 h du matin, période durant laquelle la Lune la cachera complètement.

Pour tout savoir de ce phénomène astronomique particulier, l’IMCCE a ouvert un site spécialement dédié à vocation pédagogique : https://mars2022.imcce.fr/

Comment l’observer ?

La plus simple des observations sera celle sans instrument, à l’œil nu donc. On pourra profiter du phénomène aux moments clefs, à savoir lors de la disparition, puis lors de la réapparition, même si le manque de pouvoir séparateur de l’œil ne permettra guère de distinguer nettement chaque contact. Il est évident qu’un tel phénomène sera bien plus intéressant à admirer dans un instrument d’astronomie, même très modeste.

Faute d’une lunette ou d’un télescope, on pourra utiliser des jumelles, même si ce n’est pas l’instrument idéal. D’abord parce que le grossissement très modeste, de l’ordre de 7 à 12 fois, ne permet guère de voir le phénomène très nettement. Mais aussi parce qu’une observation de plusieurs minutes aux jumelles est fatigante, ce qui est synonyme de bouger continuel et d’observation peu intéressante. La parade consiste à poser les jumelles sur un pied (type pied photo équipé d’un raccord sous forme de rotule) ; dans ces conditions, l’observation sera intéressante.

Mais ce sera bien sûr dans une petite lunette ou un télescope que le phénomène sera passionnant à observer. D’abord parce que la luminosité, la capacité à grossir, ainsi que le pouvoir séparateur d’un instrument d’astronomie vont permettre de voir très nettement le phénomène. D’autre part, grâce à la monture de l’instrument, qu’elle soit azimutale ou équatoriale, on pourra rattraper manuellement le mouvement des deux astres dans le ciel, donc suivre le spectacle en le maintenant au centre de l’oculaire.

Une monture équatoriale sera un peu plus efficace et pratique, lors des phases de rattrapage, le « must » étant bien entendu, une monture équatoriale, mise en station vers l’étoile Polaire et équipée d’un moteur. Dans ce cas, le moteur rattrapant continuellement la rotation de la Terre, les astres seront quasi immobiles dans l’oculaire et on pourra savourer le phénomène du début à la fin sans se soucier de contraintes techniques liées au suivi.

Question puissance, considérant les deux acteurs en présence, à savoir la Lune et Mars qui sont très brillantes, point n’est besoin d’instruments puissants. De simples lunettes de 70, 80 ou 100 mm de diamètre suffiront amplement. Idem pour des télescopes de 115, 130 ou 150 mm, là aussi largement suffisants pour observer visuellement ce phénomène. Une lunette apochromatique de 100 mm sur monture équatoriale motorisée pourrait constituer l’instrument idéal : sa monture permettra de confortablement suivre l’ensemble du phénomène et l’optique de qualité montrera des images lumineuses, fines et piquées.

De tels instruments, même modestes, offriront des amplifications de 30 à 150 fois. On sera sage sur le grossissement (30 à 60 fois), si on veut voir la Lune en entier se rapprochant du petit confetti rouge de Mars. Si on veut suivre les premier et deuxième contacts (disparition du disque martien derrière le limbe lunaire), on n’hésitera pas par contre à grossir au moins 100 fois.

La concomitance de l’opposition de Mars et de cette occultation va nous offrir un disque martien assez gros pour pouvoir distinguer de nombreux détails, si les conditions climatiques (faible turbulence) le permettent bien entendu. Les images offertes pourront donc être saisissantes avec le limbe très lumineux de notre satellite situé à quelque 400 000 km et le petit disque d’une planète située en arrière-plan à environ 80 millions de kilomètres.

Formulaire de calcul des occultations sur le portail web des formulaires de calcul de l’IMCCE.

Ce nouveau formulaire permet de calculer les prédictions d’occultations des étoiles du catalogue Hipparcos, des planètes et des satellites naturels par la Lune, les planètes et leurs satellites naturels pour un observateur situé à la surface de la Terre.

En plus des prédictions des occultations contemporaines et à venir, il est possible de rechercher dans les occultations passées et de voir, par exemple, qu’il y a eu le 19 septembre 1702 une occultation de Neptune par Jupiter, avant même la découverte de Neptune en 1846 !

Pour les observateurs et astrophotographes en quête d’images insolites, ce formulaire propose aussi de visualiser la configuration du phénomène en un lieu donné et fournit aussi des indications sur les conditions locales de visibilité (comme la hauteur dans le ciel ou encore l’éclairement du ciel au moment du phénomène).

Grace à cet outil, vous pourrez rechercher des occultations entre − 4700 et 2100.

Cette date marque le début de la saison. C’est la date à laquelle, sous nos latitudes, le Soleil se lève le plus au sud-est (son amplitude ortive est maximale) et se couche le plus au sud-ouest (son amplitude occase est maximale). C’est également la date à laquelle, sous nos latitudes, la durée de la nuit est maximale et la durée du jour est minimale. À partir du solstice d’hiver, les jours recommencent à croître, mais pas de manière symétrique le matin et le soir. En effet, nous utilisons comme échelle de temps un soleil moyen, ainsi le Soleil continue de se lever en temps moyen de plus en plus tard, même après le solstice (jusqu’au 2 janvier), alors qu’en début de mois de décembre, l’heure du coucher du Soleil décroît jusqu’au 13 décembre, puis se met à croître.

Le terme solstice vient du latin solstitium (de sol « soleil » et sistere « s’arrêter, retenir »), car l’azimut du Soleil à son lever et à son coucher semble rester stationnaire pendant quelques jours à ces périodes de l’année, avant de se rapprocher à nouveau de l’est au lever et de l’ouest au coucher. À l’instant du solstice d’hiver, le Soleil entre dans le signe du Capricorne, mais pas dans la constellation éponyme ; l’entrée dans le signe du Capricorne correspond à une longitude apparente du Soleil de 270° et à ce moment-là, le Soleil est dans la constellation du Sagittaire. Ce jour-là, il passe au zénith pour un observateur de l’hémisphère sud situé sur le tropique ; ce qui explique l’origine de son nom : le tropique du Capricorne.

Notre calendrier, le calendrier grégorien, est un calendrier solaire. Il a pour but d’éviter la dérive des dates des saisons. La durée des saisons variant sur de grandes périodes de temps, il est impossible de maintenir fixes les dates des saisons, tout au plus est-on capable d’éviter leurs dérives.

Lire le IV^e chapitre : « Le Verrier et l’astronomie des invisibles »

Newton avait découvert la loi de l’attraction universelle qui exprime la façon dont les corps célestes – mais aussi terrestres – s’attirent entre eux proportionnellement à leurs masses et en raison inverse du carré des distances mutuelles. S’il en avait défriché les conséquences les plus importantes (mouvement des corps célestes, précession des équinoxes, marées, forme de la Terre…), cependant sa conquête totale fut l’œuvre de ses successeurs prestigieux tout au long des XVIII^e et XIX^e siècles.

Ce nouveau monde est si vaste qu’il s’apparente à un continent hostile aux multiples facettes avec ses reliefs escarpés et ses régions en apparence inaccessibles. Ses premiers explorateurs sont si nombreux qu’il est impossible en seulement quatre épisodes d’en donner une liste exhaustive. Le choix qui a été fait peut sembler subjectif, voire arbitraire, il vise humblement à exposer quelques protagonistes – certains plus connus que d’autres - dont les travaux fondamentaux ont jeté les bases de la mécanique céleste et ce faisant ont permis de consolider la grande loi de Newton, à la fois simple dans sa formulation et frêle face à la complexité des mouvements des corps célestes dont elle doit rendre compte. Elle fut à de nombreuses reprises soumise à falsification : peut-elle être mise en défaut ? Est-elle capable de faire des prédictions jamais observées ? Ce sont ces questionnements qui nous ont guidés dans la sélection que nous vous proposerons ici.

• Le cœur de cet ouvrage présente, pour l’année en cours, les éphémérides tabulées du Temps sidéral, des variables liées aux nouveaux paradigmes de l’Union astronomique internationale sur les systèmes de référence et les coordonnées du Soleil, de la Lune et des planètes, de Pluton, Cérès, Pallas, Junon et Vesta ; il fournit également les quantités nécessaires au calcul des positions des satellites de Mars, des satellites galiléens de Jupiter, des huit premiers satellites de Saturne et des cinq principaux satellites d’Uranus
• Un chapitre explicatif fournit les informations théoriques permettant de faire les calculs par soi-même ou d’utiliser le logiciel accompagnant l’ouvrage.
• Ce volume est le 345^e d’une éphéméride créée en 1679 qui a paru sans interruption depuis sa création. Ancienne par sa conception, mais toujours moderne dans sa réalisation, la version actuelle s’appuie sur une partie des récents développements méthodologiques menés à l’IMCCE.

Consulter la table des matières.

• Format : 17 × 24 cm – 186 pages
• Éditeur : IMCCE
• ISSN : 2259-4191

Cet ouvrage est disponible gratuitement en version pdf : télécharger l’ouvrage.

Il sera bientôt disponible en version papier à la demande sur le site de la librairie BoD.

Un logiciel de calcul d’éphémérides accompagne l’ouvrage :

• Télécharger la version Windows.
• Télécharger la version Mac.
• Télécharger la version Linux.

Comment se préparer à observer une occultation ?

Tout d’abord, il faut se poser plusieurs questions :

• Quand a lieu l’occultation et où passe-t-elle ?
• Suis-je dans une zone où se trouvent beaucoup d’observateurs ?
• Est-ce réalisable avec mon matériel ?

Les réponses dépendent de l’étoile occultée et de l’objet occultant. La magnitude de l’étoile (sa brillance) nous dira avec quel type d’instrument l’occultation est observable. L’ombre à la surface de la Terre fait généralement à peu près la taille de l’objet. Si l’astéroïde mesure autour de 1 000 kilomètres, la bande de visibilité sera suffisamment large pour que tout le monde puisse l’observer. Si, au contraire, l’objet fait environ 100 kilomètres, l’occultation aura lieu sur une petite bande et cela demande une autre organisation !

Comment choisissez-vous votre matériel ?

Cela dépend de la magnitude de l’étoile :

• À partir de 13/14, il faut de gros télescopes (au moins 20 centimètres).
• Pour des objets plus brillants, en dessous de 11/12, un petit télescope ou une lunette astronomique peuvent suffire. Pour utiliser des jumelles, il faut un trépied pour les stabiliser et un éventuel adapateur pour placer une caméra, ce qui peut s’avérer plus compliqué à installer.

Le jour J approche, comment ça se passe ?

Un coordinateur (astronome professionnel ou amateur) organise la répartition géographique en fonction de la bande de visibilité et de l’incertitude sur la prédiction. Globalement, la position d’un astéroïde est connue à plusieurs dizaines, voire plusieurs centaines de kilomètres près. La bande réelle de visibilité de l’occultation peut ainsi être décalée d’autant par rapport à la prédiction. Il est donc nécessaire d’avoir plusieurs observateurs pour couvrir cette zone d’incertitude.

Un certain nombre de cordes (une ligne parallèle à la centralité et à une distance fixée) sont ainsi définies en fonction du nombre d’observateurs et de l’incertitude sur la prédiction en vue de réaliser un maillage optimal pour détecter l’occultation.

Le jour J, chaque observateur est affecté à une corde et doit donc se placer quelque part sur cette ligne imaginaire, là où la météo est la plus favorable. Plus il y a d’observateurs, meilleurs seront le maillage et les chances de détection, et plus précises seront les informations que nous pourrons déterminer pour l’objet.

Pourquoi n’est-ce pas plus précis et pourquoi une telle incertitude ?

Cela vient de la position de l’objet qui n’est pas exacte, des éphémérides qui contiennent des erreurs, car elles-mêmes proviennent d’observations qui contiennent des incertitudes. Plus l’objet est gros, plus il est brillant, donc plus facile à observer : plus il y a d’observations, plus ces erreurs vont se moyenner. Mais tout ne dépend pas que de la taille de l’objet, il y a de petits objets dont l’orbite est bien connue. À l’inverse, la position des étoiles est maintenant très bien connue grâce au catalogue d’étoiles Gaia, donc l’incertitude dans les prédictions vient essentiellement de l’incertitude dans les éphémérides.

Qu’apportent ces observations ?

Elles permettent de connaître la forme et la taille de l’objet avec une précision kilométrique. C’est mieux que n’importe quel instrument astronomique sur Terre ou en orbite terrestre. Seule une mission spatiale dédiée peut donner des informations plus précises.

Une autre information essentielle récoltée est sa position astrométrique extrêmement précise au moment de l’occultation. Pendant l’occultation, les position de l’objet et de l’étoile sont confondues, mais comme la position de l’étoile occultée est très bien connue grâce à Gaia, la position de l’astéroïde en devient aussi très précise : la précision atteinte est ainsi de l’ordre du milliarcseconde, ce qui est 100 fois mieux que ce que l’on peut obtenir avec des observations astrométriques classiques. Ces positions précises sont ensuite utilisées pour améliorer les éphémérides et réduire les barres d’erreur des occultations suivantes.

C’est le jour J, que faites-vous ?

Il faut charger toutes les batteries, vérifier les câbles, tout le matériel, l’heure exacte de l’occultation et vérifier si cette heure est en Temps local ou en Temps universel. La météo est aussi scrutée avec attention et le cas écheant, il faut déterminer l’endroit le plus favorable le long de la corde qui nous a été attribuée.

Nous utilisons une station mobile et autonome pour ne pas dépendre de l’électricité et être prêts à se retrouver n’importe où ! Dans des vignes, des champs, un endroit dégagé et tranquille pour ne pas être trop dérangés.

Il faut être persévérant : même s’il y a des gros nuages, ne pas désespérer et tenter l’observation jusqu’au bout. Le ciel peut se dégager au tout dernier moment. Il faudra alors être prêt à pointer l’étoile immédiatement.

Pour que ça se passe bien, il faut au préalable s’entraîner à faire la manip plusieurs fois, sur plusieurs jours, savoir facilement reconnaître l’étoile à pointer, maitriser son matériel pour pouvoir faire face à une panne de dernière minute.

Une occultation peut durer entre quelques secondes et quelques minutes : il faut être très réactif ! De plus, pour obtenir une information précise, il faut enregistrer l’occultation (temps de disparition et de réapparition de l’étoile) avec le plus de précision possible. Pour cela, il faut s’assurer de deux éléments 

• Le premier est d’avoir une caméra rapide et sensible, qui puisse prendre une image de l’étoile occultée sur une pose courte. Il faut rechercher le compromis optimal entre une pose la plus courte possible, mais suffisamment longue pour que l’étoile soit bien visible.
• Le second est la synchronisation la plus précise possible entre les horloges de l’ensemble des observateurs. L’heure donnée par le GPS ou le temps donné par internet sont plus fiables que celui donné par une montre ou un portable, et eux seuls permettent d’avoir un temps absolu commun à tous les observateurs.

Quelques derniers conseils ?

Il faut être patient, confiant, faire preuve de sang-froid si ça se couvre et être réactif si l’opportunité d’observer le phénomène se présente !

Quelle sera votre prochaine observation d’une occultation d’étoile par un astéroïde ?

La prochaine occultation à laquelle nous allons participer aura lieu le 16 décembre 2022. Elle sera visible sur une trajectoire allant de la France à la Roumanie, en passant par la région parisienne. L’étoile occultée sera de magnitude 14 et sera cachée à 2 h 10 min 46 s en heure locale pendant 3,4 s par l’astéroïde (21900) Orus, un Troyen de Jupiter qui sera l’une des cibles de la mission Lucy. L’événement peut intervenir entre 1 h 04 et 1 h 14 en Temps universel en fonction du lieu d’observation. En France, l’occultation se produira à 1 h 06 ou 1 h 07 en Temps universel.

L’IMCCE et l’UFE ont ensemble tenu un stand sur lequel ils ont répondu aux questions des visiteurs, lors d’échanges riches et enthousiastes. Ce fut l’occasion de présenter les publications et outils autour des éphémérides, ainsi que toutes les formations proposées par l’UFE. Le Diplôme universitaire devra s’attendre à affluence record !

Par ailleurs, une dizaine de conférences ont permis de marquer la présence de l’établissement sur ce salon d’importance pour toute la communauté astronomique.

Ce fut aussi l’occasion de la signature d’une charte de collaboration entre l’Association française d’astronomie et l’Observatoire de Paris – PSL.

Le succès de ces trois jours nous projette déjà sur 2024 pour la prochaine édition !

Cette comète, C/2017 K2 (PANSTARRS), est une comète à longue période. Elle présente un halo d’un diamètre d’environ 100 000 kilomètres. Elle a pour source le nuage de Oort et se trouve être la comète qui a montré des signes d’activité le plus loin du Soleil, à plus de 2,1 au, soit plus de 300 millions de kilomètres.

Sur l’image, centrée sur la comète de magnitude 7,4, on peut observer la queue de poussières rejetée vers le haut. Partant du bas, à gauche, on aperçoit le faisceau lumineux traversant l’image en diagonale de l’étoile Iklil (ou ρ Scorpii) située hors champ.

Matériel

• Télescope de 600 mm F/D 8 avec caméra FLI Kepler KL4040.

Images en noir et blanc

• 1 h de poses de 60 s cumulées.