Par Denis Bergeron
Un astéroïde géocroiseur également appelé NEO (NEAR EARTH OBJECT) d'un diamètre de 58 mètres a frôlé la Terre à une distance de 34 100 Km du centre de la Terre (27 500 KM de la surface de la Terre) vendredi le 15 février 2013 vers 14h 39mn HNE (19h39 UT). Notez que nos satellites géostationnaires comme les satellites météos et de communication se situent à une distance de 36 000 Km. C'est du jamais vu !!! Jamais un astéroïde détecté n'est passé aussi près de la Terre. Il a été DÉCOUVERT l'an dernier le 23 février 2012 à l'observatoire LA SAGRA en Espagne par deux astronomes amateurs. Sa magnitude a atteint +7.40 dans les minutes qui ont suivi son passage au plus près de la Terre. Sa vitesse orbitale était d'environ 7,8 km/s. Il était donc visible aux jumelles lors de son passage au plus près de la Terre malgré son fiable diamètre de 58 mètres.
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Selon les données du JPL small object database browser, il n'y avait aucun danger d'impact avec la Terre. Ce fut par contre une excellente opportunité pour les astronomes amateurs d'observer et de photographier le phénomène en direct. Malheureusement pour nous, l'astéroïde passait au plus près de la Terre vers 14h36 HNE (19h36 UT) donc de jour chez nous. Par contre, il faisait déjà noir en Europe et les astronomes là bas ont pu l'observer bien avant nous. Ici au Québec, nous pouvions commencer à l'observer à partir de 19h HNE (00h UT le 16 février 2013) dans la nuit de vendredi à samedi (voir la carte céleste ci-bas). Il était très bien placé chez nous. On pouvait l'observer dans la PETITE OURSE tout au long de la nuit. Il était CIRCUMPOLAIRE donc visible toute la nuit. Au début de la soirée, l'astéroïde brillait à la magnitude +10.86 vers 19h00 HNE (00h UT 16 février 2013) et sa vitesse angulaire était d'environ 4 minutes d'arc par minute de temps ce qui est très rapide. Il devait atteindre la magnitude +14 vers 05h30 HNE (10h30 UT) vers la fin de la nuit et sa vitesse angulaire dans le ciel n'était plus que d'environ 12 secondes d'arc par minutes de temps. Il devait se diriger vers l'étoile 23-DELTA Umi de la PETITE OURSE et passer non loin de l'étoile polaire vers 02h00 HNE (02h30 UT). Donc, c'était au début de la soirée à partir de 19h HNE (00h UT le 16 février 2013) qu'il était le plus brillant et le plus rapide pour les observateurs au Québec. Son altitude variait entre 40deg et 47deg au cours de la nuit. Il fallait donc disposer d'un NORD bien dégagé et libre d'obstacles.
Les astronomes équipés de télescope de 20cm et plus pouvaient l'observer. Les astrophotographes étaient particulièrement privilégiés. Ceux équipés d'appareils photos ou caméras CCD muni de téléobjectif de 80mm et plus pouvaient aussi s'essayer. Vous pouviez prendre des poses de quelques secondes avec votre appareil photo installé sur un trépied ou mieux en utilisant une monture équatoriale motorisée pour guider. Vous n'aviez pas à prendre des poses très longues. Plus votre longueur focale était longue (1000mm et plus) moins vous aviez à exposer. Comme l'astéroïde se déplaçait très rapidement dans le ciel, on pouvait le détecter assez facilement par une PETITE TRAINÉE qu'il laisserait dans les images parmi les étoiles environnantes. Il fallait prendre une série d'images avec vos appareils avec des poses variant de 2 à 30 sec.
COMMENT LE LOCALISER DANS LE CIEL ?
Comme il s'agissait d'un très petit astéroïde géocroiseur et comme il passait très proche de la Lune et de la Terre, son orbite serait très affectée par ces grandes masses. Il ne fallait pas UTILISER LES ÉPHÉMÉRIDES GÉNÉRÉS PAR LES LOGICIELS de planétarium virtuel comme THE SKY X PRO, STARRY NIGHT, COELIX APEX, etc, car ils ne tiennent pas compte des éléments perturbateurs qui influencent grandement l'orbite de ces astéroïdes NEO. On devait utiliser les éphémérides générés par les sites officiels comme ceux du Minor Planet Center (MPC) ou du JPL SMALL OBJECT DATABASE BROWSER que je recommandais particulièrement. J'avais confectionné un DIDACTICIEL qu'on peut retrouver sur mon site web et dans la section DIDACTICIELS des forums ASTRO-QUEBEC sur comment utiliser ces sites efficacement. On devait aller chercher la dernière mise à jour des éphémérides sur ce site dans les MINUTES précédent les observations pour avoir les éphémérides les plus précises. On obtiens un fichier semblable à celui-ci:
Pour trouver la position précise de l'astéroïde dans le ciel, il fallait ajuster nos montres et nos ordinateurs (utilisez le logiciel gratuit DIMENSION 4 pour synchroniser automatiquement vos ordinateurs) précisément et noter la DATE et l'HEURE affichée dans les éphémérides (encâdrée rouge dans l'image ci-haut). N'oubliez pas que les DATES et HEURES du fichier d'éphémérides du JPL SMALL OBJECT DATABASE sont en TEMPS UNIVERSEL (UT). Il faut donc retrancher 5 heures à ces heures UT pour avoir l'HEURE NORMALE DE L'EST au Québec. Si vous étiez ailleurs dans le monde, il fallait faire la correction selon votre heure locale à vous. Notez ensuite la position R.A. (Right ascension ou ascension droite) et DEC (Déclinaison) (encâdrée bleu dans l'image ci-haut). C'est cette position qu'il fallait entrer dans les manettes de télescope GOTO ou pointer avec les logiciels de contrôle de télescope comme THE SKY X PRO. On a aussi la MAGNITUDE (APmag ou brillance de l'objet) (encâdrée orange dans l'image ci-haut) et finalement la distance en UNITÉ ASTRONOMIQUE UA (delta) par rapport au centre de la Terre.
Par exemple (voir la sélection en cyan dans l'image ci-haut), supposons qu'on voulait observer l'astéroïde à 19h16 HNE (heure du Québec) le 15 février 2013. On ajoutait 5h pour convertir l'heure HNE du Québec à l'HEURE UNIVERSEL UT et on obtenais 00h16 UT le 16 février 2013. On notait ensuite la position RA et DEC (RA: 13h 20mn 08.74 sec, DEC: +75deg 49mn 57.0 sec, MAGN: +11.26). Dans la manette des montures GOTO de télescope, on entrait cette position et à l'heure convenue (19h16 HNE ou 00h16 UT), on pressait le bouton GOTO de notre manette pour pointer notre télescope sur la cible. Ceux qui n'avaient pas de monture avec GOTO pouvaient simplement inscrire ces positions sur une carte céleste précise et l'utiliser pour tenter de localiser l'astéroïde précisément parmi les étoiles. Il fallait noter les valeurs de magnitude dans les éphémérides.
La précision de la position de l'astéroïde dans le ciel dépendait fortement du lieu d'observation. Etant donné que l'astéroïde passait très proche de la Terre, il y avait une GRANDE PARRALAXE. Voici par exemple, la différence notée entre la position de l'astéroïde pour une même date et heure UT (ici 02h15 UT) entre mon site d'observation situé à Val-des-Bois et Montréal (distance environ 300km):
On notait une différence de 3 minutes d'arc au niveau de la position de l'astéroïde dans le ciel entre les deux endroits. Pour ces raisons, on devait aller chercher soi-même nos positions sur le site du JPL en entrant précisément nos coordonnées géographiques LATITUDE, LONGITUDE et ALTITUDE. Il faut faire très attention de bien indiquer W (ouest) pour la longitude et N (nord pour la latitude) sinon vous aurez des éphémérides complètement erronnés.
Pour les astrophotographes, il fallait pointer nos instruments dans la direction de la Petite Ourse vers l'endroit où il devrait se situer sur la carte céleste ci-haut et prendre des poses de plusieurs secondes. Plus la focale des télescopes était élevée, plus c'était facile à détecter. L'utilisation d'objectifs téléphotos avec de longues focales de l'ordre de 80mm et plus avec des expositions entre 1 et 30sec dépendant de la longueur focale de votre objectif ou de télescopes rendait possible la détection et le suivi de l'astéroïde. Ceux muni d'une monture équatoriale motorisée pour compenser la rotation terrestre était favorisé. L'idéal était de se pratiquer avec nos instruments AVANT l'événement (15février 2013). Il était intéressant à ce que les astronomes qui ont relevés ce défi nous fasse part de leur expérience sur Facebook et les listes astronomiques au Québec. Ce fut un beau défi à relever et il fallait se préparer à le relever.
CHANGEMENT DANS L'ORBITE DE 2012 DA14 AU COURS DES SEMAINES
Pour vous montrer l'énorme différence qu'il peut y avoir au niveau de la précision des éphémérides dans le temps pour 2012 DA14, j'ai été chercher les données des éphémérides de 2012 DA14 sur le site du JPL SMALL OBJECT DATABASE BROWSER le 18 décembre 2012 et le 03 février 2013 soit environ 6 semaines d'écart en temps et je les ai importé sur la carte céleste dans le logiciel THE SKY X PRO. Voyez l'énorme différence qu'il y a au niveau de la position de l'astéroïde lors de son passage prévu le 15 février 2013:
Il y avait presque 1 degré d'écart entre les positions du 18 décembre 2012 par rapport à celles du 03 février 2013. L'orbite risquait d'être encore plus affectée lorsque l'astéroïde passerait au plus près de la Terre et la Lune le 15 février 2013. Vous voyez combien il était important d'aller chercher les dernières mise à jour des éphémérides dans les MINUTES précédent vos observations.
VIVRE L'ÉVÉNEMENT EN DIRECT SUR INTERNET
Ceux qui n'avaient pas d'instruments astronomiques où dont le ciel était couvert comme ce fut mon cas chez moi, pouvait suivre le passage de l'astéroïde en direct sur Internet sur certains sites comme le site web de SLOOH, NASA TV ou d'autres sites. Pour ma part, je voulais partager mes images du passage de l'astéroïde sur JOIN ME.
RÉSULTATS OBTENUS
Pour ma part, je m'étais préparer avec mes instruments plusieurs semaines auparavant à observer et photographier le phénomène en collaboration avec une collègue astronome en Belgique (Anne Loudèche). Nous avions communiqué à plusieurs reprises via Skype pour expérimenter avec nos instruments et logiciels. J'avais invité des membres de notre groupe d'astronomie à venir observer le phénomène avec leurs télescopes chez moi. Malheureusement, le jour de l'événement, le ciel était complètement couvert autant en Belgique qu'au Québec. On a donc du se contenter de suivre l'événement sur Internet.
Le site web de SLOOH diffusait des reportages sur l'astéroïde plutôt qu'une observation directe via un observatoire. Heureusement, grâce à Facebook, plusieurs collègues astronomes ont envoyé un message comme quoi on pouvait observer le déplacement de l'astéroïde en direct sur NASA TV qui diffusait les images en temps réel prises à l'observatoire LA SAGRA en Espagne là où justement a été découvert l'astéroïde il y a un an. J'en ai profité pour communiquer avec ma collègue Anne Loudèche en Belgique via Skype pour partager mes observations et constatations.
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J'avais comme principal objectif de comparer la précision des données du JPL SMALL OBJECT DATABASE BROWSER avec la position réelle de l'astéroïde sur les images. L'idée m'est venu d'aller chercher les éphémérides de l'observatoire LA SAGRA en Espagne sur le site du JPL et de les importer dans le logiciel THE SKY X PRO afin d'évaluer la précision des données du JPL dans le cas d'observation de NEO comme 2012 DA14. En synchronisant précisément l'horloge de mon ordinateur avec le logiciel DIMENSION 4 (gratuit), je pouvais prédire la position de l'astéroïde sur les images de l'observatoire LA SAGRA (diffusée en direct sur NASA TV) et évaluer l'écart de précision.
L'image ci-bas montre une première analyse. J'ai capturé précisément une image écran à 22h07 UT (image de gauche en bas) prise par l'observatoire LA SAGRA dont la flèche jaune indique la position réelle de l'astéroïde que j'ai comparé aux positions de l'astéroïde générée par le JPL que j'ai importée dans le logiciel THE SKY X PRO (image de droite). On peut y reconnaitre les étoiles de l'image. Le + en jaune indique la position réelle de l'astéroïde et le point vert indique la position prédite par le JPL à la même heure (22h07 UT précisément). L'image plus bas est une superposition de l'image directement dans la carte céleste de THE SKY X PRO montrant clairement un écart de 7' 34'' d'arc en retard sur la même trajectoire entre la position prédite à 22h07 UT et la position réelle sur l'image. Les éphémérides du JPL ont été prise environ 10 minutes avant pour avoir les données les plus précises possibles.
Vers 22h56 UT, nous avions constaté un plus grand écart entre la position réelle et la position prédite ainsi qu'une diminution de la vitesse de l'astéroïde. L'image suivante montre très clairement cet écart:
Les éphémérides de position du JPL étaient toujours les mêmes que ceux utilisées depuis le début. Elles dataient à peine d'une heure. Donc, selon nos constatations, on remarquait déjà un écart de 14' d'arc en retard à la position réelle sur les images comparativement à 7' 34'' d'arc à 22h07 UT. On peut donc supposer que l'astéroïde subissait une forte influence gravitationnelle de la Terre et ses éléments orbitaux changeaient constamment. Pour plus de précision, il aurait fallu rafraichir les données d'éphémérides à toutes les 15mn au moins. Cette analyse a permis de confirmer l'importance d'aller chercher les données des éphémérides sur le site du JPL dans les minutes précédents nos observations et de vérifier soigneusement la position réelle par rapport à la position prédite par le JPL. Cependant, l'astéroïde suit parfaitement la trajectoire prédite mais il peut être en avance ou en retard par rapport à la position prédite. Cela montre la très grande fiabilité des données du JPL SMALL OBJECT DATABASE BROWSER dans le cas des NEO, comètes et astéroïdes. Ce site tient compte des éléments perturbateurs et on peut donc s'y référer en tout temps dans une éventuelle observation d'un autre Near Earth Object comme 2012 DA14. Il est aussi TRES IMPORTANT d'aller chercher les éphémérides pour SA POSITION d'observation à cause de la proximité de l'astéroïde ce qui crée un effet de parallaxe.
Pour terminer, voici un montage vidéo pris par l'astronome FRANCOIS COLAS à l'observatoire du Pic du MIDI en France montrant le déplacement de l'astéroïde 2012 DA14. Il a utilisé un simple appareil photo digital CANON K5 muni d'une téléphoto de 85mm F1,4 avec des poses individuelles de 2 sec chacune à 6400 ISO. L'appareil photo était installé simplement sur un trépied et les images individuelles ont été montées pour en faire une vidéo. Cela prouve que même avec un simple appareil photo, on peut capter un tel astéroïde s'il est plus brillant que la magnitude +10.
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Voici un autre vidéo prise par Gianluca Masi montrant le déplacement TRES RAPIDE de l'astéroïde 2012 DA14 prise à travers un télescope Planeware CDK 17'' avec une monture Paramount ME.
CONCLUSION
Malgré que je n'ai pas pu moi-même observer et photographier ce phénomène, j'ai beaucoup appris sur les NEO. Entre autre, les données les plus récentes possibles provenant du JPL SMALL OBJECT DATABASE BROWSER sont très fiables malgré un petit écart d'environ 8' d'arc en avance sur la position réelle de l'astéroïde même avec des éphémérides récents. Cet écart est par contre sur la même trajectoire de l'astéroïde soit en avance ou soit en retard. Il ne faut pas oublier que les NEO sont très imprévus et leurs orbites très mal connus. Il faut aussi aller chercher les éphémérides pour son propre site d'observation à cause de la proximité de l'astéroïde causant un effet de parallaxe. Les astronomes amateurs peuvent contribuer à l'amélioration des éléments orbitaux en envoyant des mesures astrométriques des astéroïdes demandant d'être suivi. Je vous réfère aux articles traitant de l'astrométrie et de mes découvertes d'astéroïdes sur mon site web.
J'espère pouvoir être plus chanceux la prochaine fois qu'un NEO passera aussi proche de nous. Ce n'est que partie remise....