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Pawel Pieranski

Orbite d'Icare

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Salut à Tous,

Vous savez déjà de mes interventions précédentes (PP du 9-07-11 et Alnilam du 15-07-11) que la comète rasante que jldauvergne propose, à juste titre, d’appeler "Icare" m'inspire beaucoup.

Les vidéos produites par les caméras de la sonde SOHO montrent que la trajectoire de cette comète est très rapide et très courbée au voisinage du soleil.

Pour estimer la vitesse on remarque qu'Icare parcourt la distance égale au diamètre solaire D=1 399 000 km en 1heure soit 390 km/sec. Cette vitesse est à comparer avec la vitesse de libération du système solaire à partir de la surface solaire soit 617 km/sec !

La trajectoire d'Icare est aussi très courbée car sa direction change de 45 deg en quelques heures.

Après mon intervention dans le fil lancé par Alnilam, j'ai continué donc à réfléchir sur ce problème et je suis arrivé à une meilleure approximation que je présente ici.

En utilisant les vidéos des caméra LascoC3 et SDA AIA j'ai obtenu les images suivantes :


(Fig.1)

et

(Fig.2)


Les positions successives d'Icare visibles sur ces images sont portées sur le diagramme ci-dessous (croix rouges):

(Fig.3)

Étant donné que l'on voit la comète passer devant le disque solaire, j'ai supposé que le plan de l'orbite est incliné de 0.9 radian (51 deg) vers la direction de l'observation (vers SOHO) comme le montre le schéma suivant :

(Fig.4)

Il restait à trouver les paramètres de l'orbite elliptique ajustée aux positions observées de la comète. En tâtonnant, j'ai trouvé que les paramètres suivants:

grand demi-axe de l'ellipse a = 604,581 R_s (rayon solaire)
excentricité e = 0.99815

donnent la courbe en trait bleu sur la Fig.3. Cette nouvelle approximation me semble plus satisfaisante que la précédente; il fallait donc prendre en compte l'inclinaison de l'orbite.

En regardant le plan de l'orbite d'Icare de la direction qui lui est perpendiculaire (direction "perp" sur la Fig.4) on voit sur la Fig.3 la courbe en trait vert; Icare frôle la surface du soleil mais passe au-dessus.

Qu'arrive-t-il à Icare : s'évapore-t-elle ou se brise-t-elle en mille morceaux sous l'effet des forces marémotrices ?

J'aimerais bien savoir quels sont les paramètres de l'orbite d'Icare calculés par les professionnels.

Cordialement,

Pawel

[Ce message a été modifié par Pawel Pieranski (Édité le 17-07-2011).]

[Ce message a été modifié par Pawel Pieranski (Édité le 17-07-2011).]

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Planetary Astronomy
Observing, imaging and studying the planets
A comprehensive book about observing, imaging, and studying planets. It has been written by seven authors, all being skillful amateur observers in their respective domains.
More information on www.planetary-astronomy.com

très technique, très bien amené, très intéressant
merci Pawel !

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Salut Pawel,

ton histoire d'orbite m'a électrisé. Comme je ne trouvais pas d'info
via Google, je ne me suis pas dégonflé et j'ai écrit à Mr Pesnell
qui est également Mr SDO-AIA. Il m'a répondu que cette comète s'appelle
C/2011 N3 SOHO, elle a une page au minor planet truc: http://www.minorplanetcenter.net/mpec/K11/K11N41.html
en bas de laquelle figurent les éléments orbitaux que tu convoites !!

Orbital elements:
C/2011 N3 (SOHO)
T 2011 July 6.00232 TT MPC
q 0.0052986 (2000.0) P Q
Peri. 85.10177 +0.17531890 -0.98236540
Node 6.41046 -0.96064461 -0.18513915
e 1.0 Incl. 144.41338 +0.21546511 -0.02610961
From 102 observations 2011 July 4-5.

à décrypter...

Sur la page web du
MPC il y a une liste d'observations qui peut etre testée avec des éléments comme les tiens.
Si j'ai un peu de tps je regarderais aussi. Tiens-nous au courant.

@+
T

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Salut Polo, Seagull et Thierry,

Merci pour vos commentaires.

C'est très sympa de ta part Thierry d'aller chercher chez Mr Pesnell les infos sur cette comète.

Je viens juste de lire ton message et il est trop tard pour te répondre tout de suite. Il faut aussi que je digère ces données avant de les comparer avec mes estimations.

Je vais essayer de faire ça demain. Donc, à bientôt.

Pawel

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Salut Thierry,

J'ai donc essayé de comprendre la signification des paramètres de l'orbite de la comète fournis par MPEC que tu cites dans ton message. Pour faciliter la discussion j'ai fait un dessin :

A présent, on peut comparer mes estimations avec les données de MPEC:

1°- j'ai supposé (au pif) que la direction d'observation est presque perpendiculaire à la ligne des nœuds (intersection du plan d'écliptique avec le plan de l'orbite). Il me semble que cette approximation est justifiée car :
- l'observation de la comète était faite le 5 juillet, soit 15 jours après le solstice d'été ce qui donne l'angle de 15° entre la direction gamma' (perpendiculaire à la direction du point vernal (équinoxe de printemps)) et la direction d'observation,
- l'angle l=6,4° que je présume égal à la donnée Node (longitude du nœud ascendant par rapport au point vernal gamma).

Il en résulte que l'écart angulaire entre la direction d'observation et la direction Omega' perpendiculaire à la ligne des nœuds vaut 15°- 6,4° = 8,6°. cqfd


2°- l'inclinaison d'orbite (telle qu'elle est définie sur le dessin ci-dessus) donnée par MPEC vaut Incl.=144° c'est à dire 90°+54°. L'angle d'inclinaison tel que je l'ai utilisé dans mes estimations est 51° donc très proche de 54°.

3- l'excentricité de l'orbite donnée par MPEC est e=1 : l'orbite est parabolique. la valeur e=0.998 que j'ai trouvée est presque égale 1.

4°- la distance de la comète (par rapport au centre du Soleil) en périhélie donnée par MPEC est q=0.005 UA soit 750 000 km tandis que mes estimations donnent 1,1 R_sol soit 765 000 km.

5°- finalement, MPEC donne l'angle Peri=85° ce qui veut dire que le point périhélique est presque en position verticale par rapport à la ligne nodale. C'est ce que j'ai supposé.

Je ne suis pas sûr à 100% de mon raisonnement et je suis donc très ouvert aux remarques et critiques.

OUFFFF!!!

Cordialement,

Pawel


PS: Je viens d'introduire les paramètres MPEC dans le catalogue des comètes de Starry Night et j'obtiens l'image suivante :

[Ce message a été modifié par Pawel Pieranski (Édité le 21-07-2011).]

[Ce message a été modifié par Pawel Pieranski (Édité le 21-07-2011).]

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salut pawel,

c'est magnifique. Tes chiffres ont l'air OK !
ton premier dessin est bluffant, avec quel logiciel l'as-tu réalisé ?
(je dois pas etre doué du mulot, rien que d'y penser j'ai le tournis).
je pensais aussi mettre les éléments dans un soft planétarium et tu l'as
déjà fait, chapeau bas !
dans les nombres du MPEC, tu sais ce que sont les colonnes P et Q ?

Thierry

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Salut Thierry,

Je suis bien content de lire ton commentaire.

Je vais te répondre point par point.

1°- Le premier dessin est fait avec Adobe Illustrator.
2°- Désolé, je n'ai toujours pas compris que représentent les colonnes P et Q mais je vais continuer à chercher.
3°- Je ne sais pas quel logiciel de planétarium tu utilises mais dans StarryNight c'est assez simple à faire : il faut éditer le fichier Comets.txt (qui chez moi se trouve dans le dossier C:\Program Files\Starry Night Orion Special Edition\Sky Data) et y ajouter une ligne avec la suite suivante de données :

Icare -2.0 0.0 1 0.005298 6.41046 85.10177 144.4134 2455747.900 2455800.5 10.0 C/2011 N3 MPC 11111

correspondantes aux colonnes :

Name Mag. Diam e q Node w i Tp Epoch k Desig Reference


(j'ai modifié la donnée Tp qui correspond à la Date Julienne pour que la comète ne se trouve pas sous l'horizon).

A+

Pawel

[Ce message a été modifié par Pawel Pieranski (Édité le 19-07-2011).]

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Hello encore Pawel:

tes dessins m'ont l'air OK en remplacant 4,6 degrés par 6,4 je crois
(un détail). Pour P et Q, j'ai fini par trouver: ce sont deux vecteurs
unitaires qui permettent de retouver vite fait la position de l'objet,
cette position est r*(Pcos(v)+Qsin(v)) où r est le module de la distance
de l'objet au soleil et v l'angle objet - périhélie (l'anomalie vraie).
Intéret anecdotique à l'heure des programmes de cartes du ciel
(ou j'ai pas capté un truc).
beau dessin en tt cas ! tu as poussé le détail jusqu'à inclure l'orbite de soho..

Thierry

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Salut Thierry,

Merci pour tes commentaires et l'explication du mystère "Q? P?". J'ai fait un dessin qui illustre ton explication :


Je viens de corriger l'erreur de frappe dans le dessin et dans le texte.

Il reste à comprendre dans quel repère faut-t-il placer ces deux vecteurs unitaires. Je m'imagine que c'est un repère de l'écliptique (X- direction du point vernal, Z - perpendiculaire à l'ecliptique ?). Je vais retravailler l'analyse de données (je fais ça avec le logiciel Igor).

Hier, j'ai lu que notre comète fait partie du groupe des comètes rasantes de Kreutz - fragments d'une grosse comète. (http://en.wikipedia.org/wiki/Kreutz_Sungrazers). C'est une histoire fascinante.

J'aime bien tout ce "bidouillage" car il nous permet de nous poser des bonnes questions et d'aller un peu plus loin dans la compréhension de la mécanique céleste.

Tout ça devrait plaire à vjac qui est enseignant. C'est lui qui m'a fait comprendre par ses splendides images de Planck et Herschel que les satellites d'observation (SOHO, Planck, Herschel, etc) sont placés non DANS les points de Lagrange mais sur les orbites autour d'eux.

A+

Pawel

PS: Encore une petite chose, Thierry. Nous savons donc que l'orbite de notre comète est parabolique (e=1). Il paraît donc que sur les dessins de cette orbite on doit voir une parabole.

Cependant, quand on regarde cette parabole avec "un objectif grand angle" on voit "autre chose" :

La parabole vue en perspective devient ellipse !!!!

[Ce message a été modifié par Pawel Pieranski (Édité le 22-07-2011).]

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Ce qui est interessant c'est que cette comete SOHO du groupe de Kreutz a ete suivie jusque dans ses derniers instants devant le disque solaire par SDO, mais ne l'appelez pas Icare !!
Icare (Icarus) c'est l'asteroide 1566 decouvert en 1949 et qui s'approche a 0.187 UA du soleil (28Mkm) et survit a ses passages au perihelie...
C/2011 N3 (SOHO) est une des 1700 et quelques cometes du groupe de Kreutz, dont la majeure partie se desintegrent en arrivant au perihelie, celle-ci etant cependant peut-etre une des 20 plus brillantes vues par SOHO (mais loin des Ikeya-Seki et Cie...)

Nicolas

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Bonjour Biver,

C'est très dommage que ce joli nom a déjà été utilisé pour nommer un objet qui ne le méritait vraiment pas .

Je regrette beaucoup qu'à l'époque du passage d'Ikeya-Seki je ne m'intéressais pas encore à "back-yard astronomy". Ca a dû être un spectacle fabuleux !

Pawel

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Beau boulot Pawel et belle interprétation de l'orbite de cette comète, bravo pour ce post très intéressant !

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super intéressant ton analyse et tes schémas même si je ne comprends pas tout!
encore bravo!
polo

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Salut Polo et Vincent,

Je suis bien content que appréciez mon bidouillage. C'est tout de même agréable do comprendre le sens des paramètres qui déterminent la forme et l'orientation des trajectoires cométaires.

Vous saviez peut-être déjà qu'une parabole vue en perspective devient elliptique. Quant à moi, il me fallait réfléchir un peu pour comprendre que c'est normal : Considérons la parabole sur le dessin ci-dessous :

La "largeur linéaire" de cette parabole vaut 2x et varie donc comme 2*sqrt(y). La largeur angulaire alpha vaut approximativement 2x/y ce qui donne alpha=2/sqrt(y).

En perspective, c'est-à-dire quand y tend vers l'infini, la largeur angulaire de la parabole tend vers zéro !

Il faudrait donc conclure que la plupart de comètes retournent dans la même direction du ciel d'où elles sont venues (en négligeant la parallaxe!)

Cordialement,

Pawel

[Ce message a été modifié par Pawel Pieranski (Édité le 24-07-2011).]

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Je rappelle, ou apprends à certains, que les milliers de comètes découvertes et à découvrir par SOHO ces prochaines années sont en fait les fragments minuscules de la comète d'Aristote que le célèbre philosophe observa en -371 alors qu'il n'était qu'un enfant de 12 ans. La comète fut observée très près du Soleil à l'horizon ouest et sa queue, paraît-il, s'étendait "sur un tiers du ciel". C'est l'historien grec Ephorus qui a rapporté que la comète initiale s'est fragmentée en deux morceaux principaux. C'était le premier acte d'une fragmentation qui allait se transformer en une véritable désintégration.
Certains fragments ont été très importants, notamment la comète de 1843 et la Grande comète australe de 1880. Kirkwood et, bien sûr, Kreutz ont attaché leur nom à cette histoire complexe de la comète d'Aristote et à ses fragments. Comme quoi dans la nature tout redevient poussière.

[Ce message a été modifié par whiston (Édité le 26-07-2011).]

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Salut,

Vincent: oui, ce n'est pas simple même quand c'est très (trop?) simplifié. Je me suis mis à relire des textes sur la mécanique céleste - par exemple le tome 1 (Kittel et coll.) de la collection de Berkeley. Je l'impression de voire tout ça de plus près (un peu comme Thomas l'Incrédule).

Whiston: Très content de te lire. Je me demandais que devenais-tu: depuis que l'accès au Bistrot est devenu plus difficile (après sa fermeture provisoire) j'ai perdu l'habitude d'y faire une halte sur le chemin vers la galerie d'images.

Comme toujours, ton commentaire historique est passionnant. Puis-je te demander quelles sont les sources (écrites ou orales) de l'information sur l'observation de la proto-comète par Aristote ?

Pawel

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Bonjour Pawel,

Ephorus (~400-330 BC) était un historien grec contemporain d'Aristote (384-322 BC). Il a écrit une "Histoire universelle" en 26 volumes dans laquelle il a raconté tout ce qui lui semblait important dans le monde grec. Il a obligatoirement observé la fameuse comète de -371 et c'est lui qui a noté par écrit qu'elle s'était scindée en deux fragments principaux.
Ephorus était adulte à l'époque alors qu'Aristote n'était encore qu'un enfant de 12 ou 13 ans. C'est dans un de ses livres qu'il a signalé qu'Aristote, comme tous les Grecs de l'époque, avait "observé" cette très importante comète, baptisée depuis le XXe siècle "comète d'Aristote", pour situer l'époque où elle est apparue et à partir de laquelle la désintégration a commencé. Ephorus et Aristote, deux sommités de l'époque, se sont obligatoirement rencontrés et c'est probablement ainsi que le philosophe a raconté à l'historien que lui aussi avait vu la fameuse comète dans son enfance. Cette anecdote, non signalée par Aristote lui-même, l'a été par Ephorus.
C'est ainsi que s'écrit la petite histoire, et c'est grâce à Ephorus que la comète a pris aujourd'hui le nom du philosophe. C'est l'avantage d'être célèbre, car on sait que pour Aristote les comètes faisaient partie du monde sublunaire et que leur importance était médiocre. Il aurait été plus logique d'appeler la comète "comète d'Ephorus".

[Ce message a été modifié par whiston (Édité le 26-07-2011).]

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Excellent tout ça ! Beau boulot.
J'espère que l'on aura une publi scientifique un de ces 4 sur cette comète.
quote:
mais ne l'appelez pas Icare !!

C'est juste un surnom, on n'est pas l'UAI nous

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Bonjour Jean-Luc et Axel,

Merci pour les commentaires. Je suis ravi que le problème de l'orbite de cette comète rasante paraît intéressant aux autres participants de ce forum.

Jean-Luc: En ce concerne la publication, s'agit-il d'un projet précis d'article pour C&E (ou pour un autre journal)?

Cordialement,

Pawel

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Non je parle d’une publi scientifique dans une revue scientifique. Je ne sais pas si un chercheur peut par exemple vérifier et compléter ce que tu as fait pour le publier dans une revue à comité de relecture.

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