L'APPARITION APHELIQUE DE MARS EN 2009-2010
Caractéristiques physiques

par Christophe Pellier, coordinateur de section Mars
commission des observations planétaires de la SAF

Le 29 janvier 2010, Mars sera à nouveau en opposition, au plus près de la Terre. Ce sera la deuxième opposition du cycle 2007-2022. Les premières images de Mars sont arrivées dès l'été 2009, mais la planète était alors encore très loin de nous, avec un diamètre apparent très petit (dans les 5 secondes d'arc). Pour la plupart des amateurs, la saison ne commencera qu'au coeur de l'automne, alors que le diamètre apparent approchera enfin des 10" (le 3 décembre 2009). Les observateurs assidus sont cependant invités à commencer leurs observations dès la fin de l'été, afin de garder une bonne couverture temporelle, et d'enregistrer les phénomènes se produisant durant cette période.

Cette apparition est dite "aphélique" car elle se produit à moins de 90° de longitude solaire (Ls) de l'aphélie, qui est le point de l'orbite de Mars le plus éloigné du Soleil. L'orbite de Mars étant nettement plus elliptique que celle de la Terre, la distance entre nos deux planètes à l'opposition peut varier quasiment du simple au double, entre 55 millions de km au périhélie (cas de l'apparition de 2003) et 101 millions de km à l'aphélie. Les apparitions aphéliques sont donc nettement plus défavorables en terme de distance, et Mars n'atteint en ces occasions qu'un diamètre apparent modeste. L'apparition 2010 fait partie des rapprochements les plus lointains, puisque le diamètre apparent de la planète n'atteindra que 14,1 secondes d'arc ("), proche du minimum possible de 13,8".

LA LONGITUDE SOLAIRE (Ls)

L'axe de rotation polaire de Mars est incliné de 25°, un peu plus que celui de la Terre (23°). En conséquence, la planète connaît des saisons très similaires aux nôtres, et leur évolution est le principal sujet d'observation.

Sur Terre, les saisons sont mesurées à l'aide du calendrier, des mois, semaines et quantièmes. Sur Mars, la saison est mesurée à l'aide de la longitude solaire (Ls) qui s'exprime en degrés. Par convention, on dit que le point d'origine (Ls = 0°) est celui de l'équinoxe de printemps dans l'hémispère nord de Mars. Les autres saisons se mesurent donc comme suit (prenant l'hémisphère N comme référence) :

Ls 0 = équinoxe de printemps
Ls 90 = solstice d'été
Ls 180 = équinoxe d'automne
Ls 270 = solstice d'hiver

Les observateurs sont invités à retenir cette échelle et à l'utiliser, car elle est la principale donnée physique dont nous avons besoin pour observer Mars.

Le schéma ci-dessous permet de mieux saisir la façon dont Mars se présente durant ses différentes oppositions :

Schéma de l'orbite de Mars (rouge) et celle de la Terre (bleue). Les mois terrestres figurent dans le cercle blanc extérieur.

Sur ce schéma, on distingue bien la forte excentricité de l'orbite martienne. Selon l'endroit de son orbite où se produit l'opposition, Mars peut se présenter sous un diamètre apparent allant de 13,8" à l'aphélie, à 25,1" au périhélie (ces deux derniers points, A et P, sont indiqués en vert). Les quatre solstices et équinoxes figurent en orange. Les différentes positions des apparitions du cycle en court sont également indiquées.

Même si Mars sera loin de la Terre, cela ne signifie pas qu'elle sera inintéressante à observer : 2010 est en effet la première apparition depuis celle de 1999 où nous pourrons observer correctement l'hémisphère nord de Mars, puisque nous sortons d'une série de trois oppositions périhéliques (2001, 2003, 2005) et une aphélique moyenne (2007) durant lesquelles nous avons surtout vu l'hémisphère sud, ou bien les régions équatoriales. Surtout, elle nous permettra de voir le début du printemps de l'hémisphère nord, une saison à laquelle nous n'avons pas assisté depuis les apparitions de 1993 et 1995, alors que notre matériel d'observation était loin d'être aussi performant qu'aujourd'hui. Ainsi, l'opposition se produira en Ls = 44°, soit au milieu exact du printemps boréal martien. Par comparaison, la précédente apparition, celle de 2007, a eu lieu en Ls = 7°, soit juste après l'équinoxe de printemps ; la prochaine, celle de 2012, se produira en Ls 79, à la fin du printemps.

Les graphiques suivants poursuivent la description des paramètres physiques de l'apparition 2009-2010 :

Diamètre apparent et inclinaison de l'axe polaire de Mars

Le graphique de gauche montre l'évolution du diamètre apparent au court du temps, avec les saisons martiennes en vigueur. Cette année, la taille du disque ne dépassera les 10" que durant moins de quatre mois (2 décembre 2009 - 22 mars 2010) contre près de 5 mois en 2007. La saison sera alors comprise entre Ls 18 et Ls 67, entièrement dans le printemps boréal. Les 14" sont atteintes du 20 janvier au 3 février.

Le graphique de droite indique quel est le degré d'inclinaison de l'axe polaire de Mars, vu depuis la Terre (De, Declination of Earth). L'hémisphère sud de Mars est encore tourné vers nous durant l'été 2009, mais la Terre coupe le plan de l'équateur martien (De = 0°) dès le 14 août. Après quoi, l'axe bascule rapidement vers des valeurs très positives, indiquant que le pôle nord de Mars sera fortement tourné vers nous. Il atteindra un premier maximum début décembre 2009 (De = +18,8°) puis, alors que la Terre rattrape Mars et la dépasse, reviendra à un minimum de +12,1° début mars 2010, ce qui reste une valeur favorable à l'observation des hautes latitudes boréales. L'inclinaison du pôle nord martien augmente à nouveau alors que l'apparition se termine.

Déclinaison dans le ciel 2009-2010

Ce graphique indique quelle est la déclinaison de Mars dans le ciel au cours de la période. On le voit, la planète sera très haute dans le ciel de l'hémisphère nord durant toute l'apparition, ce qui permettra de compenser un peu la petite taille de la planète.