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- Mise à jour 17 Décembre 2013-a (vidéo)
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- CONFÉRENCE
MENSUELLE DE LA SAF
«40 ANS D’OBSERVATIONS COMÉTAIRES
AU RADIOTÉLESCOPE DE NANÇAY»
- Par Jacques
CROVISIER
- Astronome LESIA
Observatoire de Paris-Meudon
- Au
FIAP, 30 rue Cabanis, 75014 Paris (métro Glacière).
- Le Mercredi 11 Décembre
2013 à 20H30
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- Photos : JPM. pour l'ambiance (les photos avec
plus de résolution peuvent m'être
demandées directement)
- Les photos des slides sont de la présentation
de l'auteur. Voir les crédits
des autres photos et des animations.
- Le conférencier a eu la gentillesse de nous
donner sa présentation, elle est disponible sur
ma liaison ftp et s'appelle :
SAF-crovisier-cometes.pdf, elle est dans le
dossier CONF-MENSUELLES-SAF/ saison 2013-2014. .
- Ceux qui n'ont pas les mots de passe doivent me
contacter avant.
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- Cette conférence a été filmée en vidéo (grâce
à UNICNAM et IDF TV) et est accessible sur Internet
- On la trouve à cette adresse http://www.youtube.com/playlist?list=PLM_NLeMfZ9TrJaTF-g1wPX3b8kv80RwjX
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- Un public attentif !
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- Jacques
Crovisier est astronome au LESIA :
Laboratoire d'Études Spatiales et d'Instrumentation en Astrophysique ;
c’est un spécialiste en radio astronomie et grand connaisseur des comètes.
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- Il a d’ailleurs longtemps travaillé à Nançay.
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- Le conférencier nous ayant mis à disposition
sa présentation très détaillée, le compte rendu sera succinct.
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- Voilà presque exactement 40 ans qu’une comète
(la comète C/1973
E1 Kohoutek) a été étudiée pour
la première fois en radioastronomie au grand radiotélescope de Nançay.
- C’était le 11 décembre 1973, début de la
radioastronomie des comètes, avant cette date celle-ci était au point
mort.
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- Les observations cométaires à l’aide de
radiotélescope ne sont pas faciles, le signal est très faible et
l’observation se fait pratiquement en aveugle, il faut donc faire
confiance aux tables éphémérides.
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- La comète Kohoutek découverte en 1973 a pu être
observée par la station Skylab récemment lancée en orbite terrestre.
- D’ailleurs la NASA modifia les dates de
lancement de l’équipage de
Skylab 3 afin d’être en phase avec le maximum de la comète.
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- On voit sur cette diapo un dessin de la comète
par l’astronaute de Skylab 3, Edward Gibson, daté du 29 dec 1973. C’était
un jour après le passage au périhélie. (à 0,14UA du Soleil)
- On remarque « l’anti-queue » de
la comète.
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- La mission Skylab 3 a duré 84 jours, un record
à l’époque !
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- Le passage et l’étude de cette comète ont
été un grand événement à l’époque, il a manifestement aussi inspiré
notre dessinateur Cabu.
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- Comme dans le passé, l’arrivée de comètes
donne toujours lieu aussi à des dérives mercantiles.
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- Le passage de Kohoutek a été une des missions
de Nançay qui, à l’époque était le plus grand radiotélescope du monde.
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- Quelques mots sur Nançay tout d’abord :
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- Le
site de radioastronomie de Nançay.
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- La station de radioastronomie de Nançay, date
de 1953, date à laquelle l’État a acquis ce terrain de 150 hectares en
Sologne.
- Les premières observations datent de 1955,
elles seront consacrées au Soleil grâce à un réseau, toujours existant,
de miroirs interférométriques.
- Le grand radio télescope décimétrique (que
l’on voit sur le panorama situé plus haut) date, lui des années 1960 ;
il fut inauguré par le Général De Gaulle en 1965.
- Plus tard le réseau décamétrique fut
construit.
- Le site de Nançay comprend :
- ·
Le grand Radio Télescope de Nançay (NRT)
- ·
Le Radio Héliographe de Nançay (NRH)
- ·
Le réseau Décamétrique (DAM)
- ·
Le LOFAR, très grand réseau basse fréquence.
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- Le radio
télescope de Nançay (NRT) comporte deux « miroirs » ;
l’un mobile et plan et l’autre sphérique et fixe.
- Ce dernier reçoit le signal d’un objet
capturé par le « miroir » mobile d’en face, orienté vers un
point choisi du ciel, et le renvoie sur un chariot focal mobile pour
amplification et traitement dans le terminal mitoyen.
- Nançay est aujourd’hui le quatrième radio télescope
au monde par sa surface collectrice ; le premier est le célèbre radio
télescope fixe d’Arecibo à Porto Rico, il fait 305m de diamètre.
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- Comment
observer les comètes à Nançay ?
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- Un radiotélescope permet surtout de mesurer la
raie la plus présente dans l’Univers, la
raie de 21 cm de l’Hydrogène.
- (NDLR :
L’Hydrogène est l ‘élément le plus répandu de l’Univers ;
il émet une raie caractéristique de 21cm de longueur d’onde,
lorsqu’il est dans son état le plus froid (par exemple entre les étoiles,
ou dans le disque des galaxies spirales).
- La
mesure de cette raie, permet d’atteindre la quantité d’H présente et
sa proportion par rapport aux étoiles et poussières.)
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- Un radiotélescope permet aussi de mesurer la
raie à 18cm du radical OH présent dans les nuages interstellaires et
le rayonnement continuum (un rayonnement à large spectre comme :
plasma poussières…)
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- Le rayonnement à 21cm étant difficile à détecter
car trop faible, il fut décidé de s’orienter vers le 18cm de OH.
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- Ce qui fut fait avec succès , on voit ici le
spectre des raies OH de Kohoutek de 1973.
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- Courbe du haut : une raie de référence
(source galactique W12)
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- Courbe du bas : la mesure de Kohoutek
moyennée du 1er au 12 dec 1973.
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- La
physico-chimie de l’atmosphère cométaire.
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- La glace contenue dans le noyau de la comète
est chauffée par le soleil et se sublime en molécules de vapeur d’eau. Celles-ci sont cassées par le rayonnement UV
solaire en H et OH.
- Mesurer la quantité de radicaux OH est donc
une indication de la quantité de glace (donc d’eau contenue) libérée
par la comète.
- La gravité d’une comète étant pour ainsi
dire insignifiante, ces molécules (radicaux) s’échappent dans
l’espace. On peut mesurer la vitesse d’échappement par effet Doppler
sur les raies OH.
- En fait c’est un peu plus complexe, car lors
de la dissociation de H2O, H et OH sont éjectés avec des vitesses différentes :
H à 19km/s et OH à 1km/s.
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- Plus de 5000 observations sur les comètes ont
été effectuées à Nançay.
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- La
raie à 18cm de OH, explications.
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- La diapo ci-contre explique (ou plutôt essaie
d’expliquer !) le mécanisme d’excitation des raies du radical OH.
- Le rayonnement UV du Soleil entraîne une cascade d’excitations conduisant à l’émission
de raies de différentes longueurs d’onde :
- ·
dans le proche UV
- ·
des raies de vibrations dans l’IR
- ·
des raies de rotation submillimétriques.
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- Les deux niveaux les plus bas produisent les
raies à 18cm.
- Normalement ces raies sont peu intenses,
seulement, les molécules OH sont pompées par le rayonnement solaire ce qui
donne naissance à une forte émission dans l’UV.
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- Ces molécules constituent
un MASER (Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation).
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- Les
observations à Nançay.
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- 130 comètes observées.
- 5000 observations.
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- Tout ceci résumé sur une base de données :
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- http://www.lesia.obspm.fr/planeto/cometes/basecom/
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- Les bases de données des magnitudes visuelles
cométaires et les bases de données de taux de production OH observé à
Nançay.
- En croisant ces bases de données, on obtient
la courbe ci-contre :
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- On obtient une corrélation empirique entre la
magnitude visuelle et le taux de production de OH
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- (Jorda et al. 2008, in Asteroids, Comets,
Meteors 2008, voir article plus bas)
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- Cette loi permet de faire une évaluation quand
on voit une nouvelle comète et que l’on connaît sa magnitude , de
prédire la production d’OH.
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- Les
autres observatoires cométaires .
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- Tout d’abord les observatoires spatiaux comme :
- ·
la sonde soviétique VEGA lors du passage de Haley en 1986
- ·
le télescope spatial ISO pour le passage de Hale Bopp en 1995
- ·
SWAS et Odin dédiés à l’observation de la raie de 0,5mm de
l’eau
- ·
Et bien entendu Herschel le plus grand télescope spatial en IR qui
observa les raies de l’eau dans les comètes
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- Sur terre, les bandes de vibration de l’eau
peuvent aussi être étudiées par exemple :
- ·
au VLT de l’ESO
- ·
au Keck
- ·
au IRTF
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- De
même les raies de HCN peuvent être détectées depuis la terre :
- ·
avec les
radiotélescopes de l’IRAM : Haley en 1985
- ·
etc..
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- Conclusions.
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- Les
avantages d’études cométaires en radioastronomie :
- ·
Les
observations sont possibles le jour et la nuit, même aussi très près du
Soleil
- ·
Elles sont
peu dépendantes de la météo
- ·
Il y a
toujours un radiotélescope de disponible
-
- Les
inconvénients de telles études :
- ·
La
sensibilité des mesures est limitée
- ·
Les
observations sont limitées aux périodes d’inversion favorable du maser
OH
- ·
Le mécanisme
physique n’est pas parfaitement maîtrisé.
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- POUR ALLER PLUS LOIN.
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- Article
de l’Astronomie de J Crovisier sur
le sujet. À lire.
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- The
correlation between visual magnitudes and water production rates
par L Jorda, J Crovisier et DWE Green.
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- Molécules
et masers interstellaires par Nguyen Q
Rieu.
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- Pompage
des masers interstellaires OH
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- Radio
Télescope de Nançay :
CR de la visite du 18 Juin 2011
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- L’équipe
des comètes au LESIA.
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- L'observation
du radical OH dans les comètes avec le radiotélescope de Nançay
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- Bon ciel à tous
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- Jean Pierre Martin
Président de la commission de cosmologie de la SAF
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