jackbauer

Le barycentre du système solaire déterminé à 100 m près...

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https://www.sciencealert.com/astronomers-have-located-the-centre-of-the-solar-system-to-within-100-metres

 

Encore un truc qui ne sert à rien me direz vous ? Que nenni !

 

Traduction automatique :

 

Les astronomes ont localisé le centre du système solaire à moins de 100 mètres

 

Lorsque vous imaginez le système solaire dans votre tête, la plupart des gens penseraient au soleil, immobile et immobile au centre, avec tout le reste gravitant autour de lui. Mais chaque corps du système solaire exerce également son propre effet gravitationnel sur l'étoile, la faisant se déplacer un tout petit peu.
Par conséquent, le centre gravitationnel précis (ou barycentre) du système solaire n'est pas un smack-bang au milieu du Soleil, mais quelque part plus près de sa surface, juste à l'extérieur. Mais il n'a pas été facile pour nous de déterminer exactement où se trouve ce barycentre, en raison de la myriade d'influences gravitationnelles en jeu.

Maintenant, à l'aide d'un logiciel spécialement conçu, une équipe internationale d'astronomes a réduit l'emplacement du barycentre de notre système solaire à moins de 100 mètres (328 pieds) - et cela pourrait considérablement améliorer nos mesures des ondes gravitationnelles.

Tout cela a à voir avec les pulsars . Ces étoiles mortes peuvent tourner extrêmement rapidement, à des échelles de temps d'une milliseconde, projetant des faisceaux de rayonnement électromagnétique à partir de leurs pôles. S'ils sont bien orientés, ces faisceaux passent devant la Terre comme un phare cosmique très rapide, créant un signal pulsé extrêmement régulier.

Cette impulsion régulière est utile pour toutes sortes de choses, de la sonde du milieu interstellaire à un  système de navigation potentiel .

Au cours des dernières années, des observatoires, dont l'Observatoire nord-américain de Nanohertz pour les ondes gravitationnelles (NANOGrav), ont commencé à les utiliser pour rechercher des ondes gravitationnelles à basse fréquence, car les ondes gravitationnelles devraient provoquer  des perturbations très subtiles  dans la synchronisation d'un ensemble de pulsars à travers le ciel. .
"En utilisant les pulsars que nous observons à travers la galaxie de la Voie lactée, nous essayons d'être comme une araignée assise dans le silence au milieu de sa toile", a expliqué l'astronome et physicien Stephen Taylor de l'Université Vanderbilt et de la collaboration NANOGrav .

"La façon dont nous comprenons bien le barycentre du système solaire est essentielle alors que nous essayons de détecter le moindre picotement sur le Web."
En effet, des erreurs dans le calcul de la position de la Terre par rapport au barycentre du système solaire peuvent affecter nos mesures de synchronisation des pulsars, ce qui peut à son tour affecter nos recherches d'ondes gravitationnelles à basse fréquence.

Une partie du problème est Jupiter. Par une très grande marge, il a le plus fort effet gravitationnel sur le Soleil - les influences des autres planètes sont minuscules en comparaison. Nous savons combien de temps Jupiter met en orbite autour du Soleil - environ 12 années terrestres - mais notre compréhension de cette orbite est incomplète.

Auparavant, les estimations de l'emplacement du barycentre s'appuyaient sur le suivi Doppler - comment la lumière des objets change lorsque nous (ou nos instruments) nous rapprochons ou nous éloignons d'eux - pour calculer les orbites et les masses des planètes. Mais toute erreur dans ces masses et orbites peut introduire des erreurs qui pourraient ressembler beaucoup à des ondes gravitationnelles.

Et lorsque l'équipe a utilisé ces ensembles de données existants pour analyser les données NANOGrav, elle a continué d'obtenir des résultats incohérents.

"Nous ne détections rien d'important dans nos recherches d' ondes gravitationnelles entre les modèles du système solaire, mais nous obtenions de grandes différences systématiques dans nos calculs", a déclaré l'astronome Michele Vallisneri du Jet Propulsion Laboratory de la NASA.
"En règle générale, plus de données fournissent un résultat plus précis, mais il y a toujours eu un décalage dans nos calculs."

C'est là que le logiciel de l'équipe entre en scène. Il s'appelle BayesEphem, et il est conçu pour modéliser et corriger les incertitudes sur les orbites du système solaire les plus pertinentes pour les recherches d'ondes gravitationnelles utilisant des pulsars - Jupiter en particulier.

Lorsque l'équipe a appliqué BayesEphem aux données NANOGrav, elle a pu fixer une nouvelle limite supérieure sur le fond des ondes gravitationnelles et les statistiques de détection. Et ils ont pu calculer un nouvel emplacement plus précis pour le barycentre du système solaire qui, à l'avenir, pourrait permettre des détections d'ondes gravitationnelles à basse fréquence beaucoup plus précises.

"Notre observation précise des pulsars dispersés à travers la galaxie s'est mieux localisée dans le cosmos que jamais auparavant", a déclaré Taylor .

"En trouvant des ondes gravitationnelles de cette façon, en plus d'autres expériences, nous obtenons une vue d'ensemble plus holistique de tous les différents types de trous noirs dans l'Univers."

 

La recherche a été publiée dans The Astrophysical Journal .
 

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Bonjour jackbauer

bonjour à tous !!

 

Je ne comprends pas bien comment interpréter la précision de 100 m.

En effet, les planètes tournant autour du soleil, j'imagine que la position du barycentre ne peut pas être fixe dans le temps et l'espace, mais doit se déplacer aussi dans une zone.

 

La précision des 100 m représente-t-elle alors la dimension de cette zone, définie alors pour toutes les positions possibles des planètes, ou représente-t-elle la dimension de la zone où le barycentre se trouve pour une position donnée des planètes ?

 

Ce qui se conçoit bien s'expliquant clairement, j'espère néanmoins avoir été suffisamment clair...

 

Bons cieux,

 

Éric

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il y a 26 minutes, edubois3 a dit :

La précision des 100 m représente-t-elle alors la dimension de cette zone, définie alors pour toutes les positions possibles des planètes, ou représente-t-elle la dimension de la zone où le barycentre se trouve pour une position donnée des planètes ?

 

 

On peut facilement répondre à cette question sans avoir d'explications dans l'article.

 

Masse du Soleil, environ 2 *10^30 kg, masse de Jupiter environ 2*10^27 kg, pratique, on a un facteur mille à la louche.

Toujours à la louche, sans faire de calcul, le barycentre du système est en gros à un millième de la distance entre les centres des deux objets.

 

Distance de Jupiter au Soleil, 800 millions de km, donc le barycentre des deux est à peu près à 800 000 km du centre du Soleil.

 

En conséquence, rien que la variation de la position de Jupiter sur son orbite fait se déplacer leur barycentre de 1.6 million de km sur une demi orbite.

 

L'incertitude de 100m évoquée ici ne peut donc être qu'autour d'une position calculée qui varie elle-même au cours du temps avec une amplitude de l'ordre de ce que je viens d'écrire.

 

 

 

 

 

 

 

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Hello,

 

il y a 20 minutes, edubois3 a dit :

j'imagine que la position du barycentre ne peut pas être fixe dans le temps et l'espace, mais doit se déplacer aussi dans une zone

 

En effet le barycentre n'est pas fixe dans le temps (aucune raison pour cela) mais sans influence externe au système solaire, son mouvement a l'avantage d'être à vitesse constante et surtout sans changement de direction, ce qui aide bien à la prédiction des orbites si le barycentre est utilisé comme paramètre.

 

il y a 25 minutes, edubois3 a dit :

La précision des 100 m représente-t-elle alors la dimension de cette zone, définie alors pour toutes les positions possibles des planètes, ou représente-t-elle la dimension de la zone où le barycentre se trouve pour une position donnée des planètes ?

 

Les 100m représentent la volume dans lequel le barycentre se trouve (à un moment donné), avec un niveau de confiance donné, soit par exemple: on est sûr à 99.99% que le barycentre est dans un tel volume.

 

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Posted (edited)
il y a 10 minutes, Kirth a dit :

En conséquence, rien que la variation de la position de Jupiter sur son orbite fait se déplacer leur barycentre de 1.6 million de km sur une demi orbite.

 

Ah ben non, le barycentre, par définition, ne peut pas décrire une orbite circulaire (sans influence extérieure). Tu peux t'en convaincre en considérant un point de vue tellement lointain que le système solaire n'est plus qu'un point se confondant avec le barycentre. Son mouvement ne peut être que rectiligne et uniforme. Si on se retreint au cas simplifié soleil-jupiter: les deux astres tournent autour du barycentre qui représente un point d'équilibre. Voir aussi le cas Pluton-Charon qui est assez parlant.

Edited by AlSvartr

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il y a une heure, AlSvartr a dit :

Ah ben non, le barycentre, par définition, ne peut pas décrire une orbite circulaire (sans influence extérieure). Tu peux t'en convaincre en considérant un point de vue tellement lointain que le système solaire n'est plus qu'un point se confondant avec le barycentre. Son mouvement ne peut être que rectiligne et uniforme. Si on se retreint au cas simplifié soleil-jupiter: les deux astres tournent autour du barycentre qui représente un point d'équilibre. Voir aussi le cas Pluton-Charon qui est assez parlant.

 

Ce n'est pas ce que j'ai dit, ou alors désolé pour le manque de clarté.

Je parlais de l'orbite de Jupiter, et du déplacement induit du barycentre par rapport au Soleil.

 

En réfléchissant à ta remarque, je me rends compte que j'ai un doute sur leur explication.

On parle de la position du barycentre, ce qui implique un référentiel. Quel est ce référentiel?

 

Si c'est le référentiel du Soleil, cf mon calcul plus haut dans le cas réduit à Soleil-Jupiter (et dans ce cas c'est un mouvement circulaire)

Si c'est le référentiel galactique, une précision de 100m n'a pas de sens.

Si c'est le référentiel du Système Solaire, c'est le barycentre qui le définit, et ça n'a pas de sens non plus, par définition il est là où il est.

 

Qu'en penses-tu?

 

 

 

 

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il y a 19 minutes, Kirth a dit :

Ce n'est pas ce que j'ai dit, ou alors désolé pour le manque de clarté.

Je parlais de l'orbite de Jupiter, et du déplacement induit du barycentre par rapport au Soleil.

 

Ok je n'avais pas compris ta remarque comme cela, alors oui bien sûr si tu estimes le mouvement du BC dans un référentiel non inertiel (soleil, jupiter, ou n'importe quel autre corps du SS), alors sa trajectoire sera vaguement circulaire oui.

 

il y a 19 minutes, Kirth a dit :

On parle de la position du barycentre, ce qui implique un référentiel. Quel est ce référentiel?

 

Si c'est le référentiel du Soleil, cf mon calcul plus haut dans le cas réduit à Soleil-Jupiter (et dans ce cas c'est un mouvement circulaire)

Si c'est le référentiel galactique, une précision de 100m n'a pas de sens.

Si c'est le référentiel du Système Solaire, c'est le barycentre qui le définit, et ça n'a pas de sens non plus, par définition il est là où il est.

 

Pour autant que je comprenne bien leur manip, l'incertitude absolue de 100m est liée à la localisation du barycentre par rapport à la Terre, d'où sont faites les mesures. Ca permet de raffiner l'estimation de l'orbite terrerstre, et donc de retrancher le mouvement de la terre dans la mesure des OG. 

 

Pour ceux qui veulent lire le papier, c'est ici: https://arxiv.org/pdf/2001.00595.pdf . 

Edited by AlSvartr

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il y a 1 minute, AlSvartr a dit :

Pour autant que je comprenne bien leur manip, l'incertitude absolue de 100m est liée à la localisation du barycentre par rapport à la Terre, d'où sont faites les mesures. Ca permet de raffiner l'estimation de l'orbite terrerstre, et donc de retrancher le mouvement de la terre dans la mesure des OG. 

 

Ah d'accord, par rapport à la Terre. C'est en effet une explication logique...

 

Dans ce cas, puisque l'influence principale est celle de Jupiter, le barycentre va donc bien se déplacer dans le référentiel terrestre de façon grossièrement circulaire, de rayon 800 000 km, avec des perturbation liées aux autres planètes, non?

 

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il y a 1 minute, Kirth a dit :

Dans ce cas, puisque l'influence principale est celle de Jupiter, le barycentre va donc bien se déplacer dans le référentiel terrestre de façon grossièrement circulaire, de rayon 800 000 km, avec des perturbation liées aux autres planètes, non

 

Ca va dépendre de comment tu définis ton référentiel terrestre. Suivant la définition tu peux aussi arriver à une trajectoire du barycentre qui fait 150 millions de km de rayon :D C'est pas trivial en fait car tu peux redéfinir le repère fixé au centre de la terre de plein de façon différentes, et ça te donnera chaque fois un résultat différent. Si tu prend un repère pointant vers le centre du soleil et coincidant avec le centre (de masse) de la terre, là oui tu auras un barycentre bougeant allègrement sur une orbite de 800k km ou quelque chose comme ça (pas refait le calcul).

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Oui, bien sûr, je me plaçais intuitivement dans le référentiel géocentrique, pas dans le référentiel de ma rue :D

J'ai bien la bonne compréhension du phénomène, ouf.

 

 

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il y a 4 minutes, Kirth a dit :

Oui, bien sûr, je me plaçais intuitivement dans le référentiel géocentrique, pas dans le référentiel de ma rue :D

 

:D C'est surtout sur la "rotation" de ton référentiel que j'insistais. Que ton référentiel soit fixé au centre de la terre ou dans ta rue ne change pas vraiment la donne si ton référentiel pointe vers le soleil (à moins que tu n'habites sur mars).

 

Bonne journée

 

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C'est bien la définition du référentiel géocentrique que d'avoir pour origine le centre de la Terre et pour axe des lignes de visées "fixes" pointant vers des étoiles lointaines.

 

Bonne journée à toi

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il y a 19 minutes, Kirth a dit :

C'est bien la définition du référentiel géocentrique que d'avoir pour origine le centre de la Terre et pour axe des lignes de visées "fixes" pointant vers des étoiles lointaines.

 

Oui mais justement, dans ce référentiel fixe par rapport aux fixes, le barycentre suit une orbite de ~150 millions de km, mais bon on s'est compris!! :D 

 

Edited by AlSvartr
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Barycenter.mp4

 

Cette vidéo montre la position du barycentre du système solaire au cours du temps, fonction de la position de Jupiter et Saturne.

Edited by apricot
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Bonsoir:

 

Le centre de notre système solaire est en fait au bord du soleil!

Donc 696 340 km, ça bouge tout ça!

 

Bon ciel,

 

Nom mon erreur parce que le soleil se déplace de la longueur de son diamètre.

Edited by roul

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Je vois que le sujet ne vous a pas laissé indifférent !

Un article de Futura sciences reprend l'info, agrémenté d'une petite simulation :

 

https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/systeme-solaire-on-trouve-vrai-centre-systeme-solaire-81782/

 

extrait :

 

"...Les scientifiques ont donc mis au point un algorithme baptisé BayesEphem, dans lequel ils ont introduit les différents paramètres (orbites et masses des planètes et des astéroïdes avec leur évolution dans le temps) et corrigé le tout avec un logiciel réduisant les perturbations liées aux ondes gravitationnelles pour coller aux observations du NANOGrav. Le système n'est pas parfait, puisqu'il est basé sur seulement 11 années d'observations, mais il donne tout de même une estimation plus précise du centre de gravité du Système solaire. Surtout, il fournit une base solide pour les futures détections d'ondes gravitationnelles du NANOGrav ou d'autres détecteurs, font valoir les auteurs. « Nous pourrons ainsi réduire les incohérences et obtenir des éphémérides [de pulsars] grandement améliorés », font-ils valoir..."

 

 

 

 

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Bonjour à tous !!

 

La vidéo précise exactement ma question.

La précision des 100m est-elle l'épaisseur du trait jaune, ou bien la dimension maximale du cercle incluant toutes les trajectoires en jaune ?

 

Éric

 

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9_9

Non, cette vidéo sur le site de Futura sciences n'illustre pas directement les travaux à l'origine de l'ouverture de ce fil ; Tu te doutes bien que 100m à l'échelle du système solaire c'est pas possible... ça illustre surtout les mouvements du Soleil à cause des planètes.

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Posted (edited)

Il me semble que ceci est un peu confus... ;)

Vu de l'extérieur du système solaire le barycentre est fixe et c'est bien le Soleil qui se déplace autour de ce barycentre.

Dans l'exemple Soleil-Jupiter (toujours vu de l'extérieur du système solaire) quand Jupiter se rapproche du Soleil c'est bien le Soleil qui s'éloigne (du barycentre), le barycentre ne bouge pas.

Concernant la question des 100m ma compréhension est que c'est la précision de la mesure du centre de la Terre au barycentre du système solaire.

Me gourges ? ;)

 

Ajout : maintenant si on prend comme référentiel le centre du Soleil c'est le barycentre qui se déplace...

Edited by iblack
Ajout

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Bonsoir:

 

En fait si on observait le système solaire depuis son équateur (à plat) le soleil se déplace de la longueur de son diamètre?

N'est ce pas aussi l'une des méthodes de déceler les exo-planèttes?

C'est surtout Jupiter qui influence ce mouvement?

 

Merci pour la vidéo qui illustre très bien.

 

Bon ciel,

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Il y a 7 heures, iblack a dit :

Concernant la question des 100m ma compréhension est que c'est la précision de la mesure du centre de la Terre au barycentre du système solaire.

Me gourges ?

 

Oui, et c'est le genre de niveau de précision dont on a sûrement besoin pour tenter de détecter des ondes gravitationnelles de très basse fréquence avec les pulsars. Une erreur de 100 m sur la position du barycentre, c'est une erreur de 0,3 microsecondes dans le détermination des temps d'arrivée rapportés du barycentre du Système solaire (ce qu'on a besoin de faire pour détecter les OG via les irrégularités de ces temps d'arrivée), erreur qui se produit dans une unique direction (en tout cas sur une courte fenêtre d'observation) , exactement comme pourrait le faire une onde gravitationnelle de très basse fréquence. (ou un petit nombre d'entre elles sur de plus grandes échelles de temps).

 

De ce que je comprends, on connaît grâce à la télémétrie de Cassini la position de Saturne avec une précision de 75 m (donc son influence sur la position du barycentre d'un quart de millipoil), par contre c'est beaucoup moins bien pour les autres planètes géantes. On va à (court) terme améliorer la situation pour Jupiter grâce à la télémétrie de Juno, on peut à la rigueur mieux connaître la masse d''Uranus via son influence sur Saturne déduite de la télémétrie de Cassini. Pour les positions de Uranus et Neptune, ça a l'air plus compliqué mais apparemment Gaia pourra aider (je n'avais jamais lu de truc à ce sujet, donc je ne sais pas si c'est un projet ou un truc déjà bien maîtrisé). Ceci dit, à la fin, les gens de NanoGRAV concèdent qu'ils ne pourront connaître la masse de Neptune que par déduction de leurs données alors qu'à la base ils auraient aimé la connaître pour mieux contraindre les ondes gravitationnelles. Ceci dit même sur plusieurs années, on peut dans le contexte de NanoGRAV considérer Neptune comme en mouvement quasi rectiligne et cela est moins gênant.

 

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Bonsoir:

 

Une question bête et banale, si on habite au bord de l'Atlantique, ne voyons nous pas ce phénomène tous les jours?

En plus durant les grandes marrés plusieurs astres sont alignés.

On pourrait ajouter en petite  partie les tremblements de terre?

 

Bon ciel,

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