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L'observation visuelle des météores

Faites un voeux (II)

Comment déterminer le nombre théorique de météores ?

L'étude des météores passe obligatoirement par un peu de calcul, un peu d'arithmétique et de statistique. Cette partie dure de la science, abstraite, ne doit pas vous empêcher d'observer les météores, d'autant que cette partie "ingrate" est la plupart du temps confiée aux spécialistes des associations qui vous dédient ainsi la partie la plus agréable du projet, l'observation.

Prenons malgré tout le temps de décrire ces calculs élémentaires.

Si nous appelons le nombre théorique de météores de magnitude m, f(m), nous avons alors la relation :

f(m) = c . rm

avec r, la caractéristique de l'essaim ou indice de population. Pour les Perséides r = 2.5 ± 0.5; c'est une constante fixée par le nombre de météores de magnitude 0.

Mais nous n'observons jamais f(m) météores de magnitude m pour des raisons physiologiques. Notre perception nous permet seulement de voir un certain pourcentage de météores du nombre total réel. Nous voyons environ 50% du nombre théorique f(0) de météores de magnitude m=0 car nous manquons 50% d'entre eux. Aussi, si nous appelons N(m) le nombre de météores de magnitude m, nous pouvons exprimer :

N(m) = p(m) . f(m)
= p(m) . rm . c

avec p(m) la probabilité de voir un météore de magnitude m.

Prenons un exemple. Pour m=0, p(0) = ~0.5.

Des tables donnant les valeurs moyennes p(m) ont été publiées, et en partant de la distribution en magnitude observée, nous pouvons calculer f(m), la distribution théorique :

La résolution de cette équation représente une droite de la forme  y = ax + b,

b = log c c = f(0)
a = log r log r = tg a

avec a, l'angle formé par la droite et l'axe des abscisses.

Tous ces termes influencent la magnitude limite et des simulations permettant de calculer l'erreur sur "r" sont disponibles auprès des associations précitées, en particulier en Belgique auprès de la VVS.

A gauche évolution du ZHR des Léonides en 1999. A droite position héliocentrique (longitude solaire) de l'essaim des Perséides en 1999. Documents DMS.

Comment calculer le taux horaire au zénith (ZHR) ?

Pour calculer le ZHR, compte tenu du fait qu'après avoir vu un météore on regarde encore le ciel 10 secondes et qu'ensuite on note durant 20 secondes, statistiquement il apparaît qu'un observateur manque plus de 10% des météores d'un essaim tel celui des Perséides mais dont les trois-quart sont des météores sporadiques qui ne sont pas liés à l'essaim.

L'équation du ZHR s'exprime comme suit :

avec FHO, la fréquence horaire observée et h, la hauteur du radiant sur l'horizon (élévation).

Par exemple, le 12 août à 2h TU, un observateur a compté 42 météores jusqu'à 3h TU pour un radiant situé vers +56°. ZHR = 42 / sin(62) = 47.6 météores.

Une description statistique du calcul de l'erreur sur le ZHR parut également de le journal de la VVS car certains amateurs donnent des valeurs ZHR avec une erreur de ± 20, ce qui est une tolérance bien trop élevée.

A partir des valeurs des ZHR et de la répartition des magnitudes de chaque observateur on peut tracer graphiquement l'évolution des essaims au cours de la période d'observation et y relever des détails. Ainsi on peut par exemple déceler durant la nuit du maximum l'apparition de bolides de courtes durées qui font monter le ZHR d'un point au-dessus de la moyenne pour la nuit. Le ZHR peut également varier entre les stations. Certains observateurs commencent leur séance d'observation dans les premières heures de la soirée (22h30-23h locale) par un radiant fort bas sur l'horizon. En une heure une station peut ainsi enregistrer plus de 50 Perséides et influencer les fréquences horaires moyennes.

Aussi pour établir des données définitives concernant le maximum pour l'année, les associations doivent attendre les données des Etats-Unis et des pays de l'Europe de l'Est. C'est la raison pour laquelle il est utile d'adhérer aux associations internationales.

Votre rapport d'observation : ce qu'il faut noter

1. Les circonstances de l'observation

- Des obstacles ont-ils masqué une partie du ciel ?

- Dans ce cas quelle est la fraction du ciel qui échappa à l'observation ?

- Quelle a été la durée de l'observation ?

- Quels sont les instants de début et de fin d'observation  (T.U.)

- Quelle est la magnitude limite apparente ?

2. Les données concernant le météore

- Donner un numéro correspondant au report de la trajectoire sur une carte astronomique (type AFA, FEMA...)

- Noter l'instant précis de l'apparition (T.U., hhmmss)

- Noter la magnitude apparente visuelle du météore

- Identifier le météore (essaim ou sporadique, coordonnées du radiant)

- Noter tout évènement remarquable tel que coloration, fragmentation, explosion, trajectoire, fumée, bruit, etc).

Pour plus d'informations

Si vous désirez participer à un réseau national ou international d'étude des météores, vous pouvez adhérer à quelques associations pour citer en France l'Association Française d'Astronomie (AFA) ou la Société Astronomique de France (SAF), la Dutch Meteor Society aux Pays-Bas (DMS), la British Meteor Society (BMS) et la British Astronomical Association (BAA) en Angleterre, l'American Meteor Society aux Etats-Unis (AMS) ou encore l'International Meteor Organization (IMO) qui permet également de leur signaler l'observation d'un bolide grâce à ce formulaire en ligne.

Ces associations proposent à leurs membres des soirées d'observation, des analyses des comptes-rendus d'observation, des magazines et souvent une riche collection de documents historiques de références. Lors d'une période à essaim ces associations peuvent récolter en quelques jours une moyenne de 300 tracés de météores et 3 photographies par observateur. Quand on sait que ces associations peuvent compter entre une centaine et plusieurs milliers de membres, souvent en contact étroits avec d'autres clubs européens ou à l'échelle mondiale, leurs bases de données permettent d'y trouver suffisamment de renseignements pour conduire un travail scientifique.

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