Deux astronomes algériens en Antarctique

par Sylvain Bouley | Jan 17, 2022 | Au fil des étoiles

Quand on pense au continent Antarctique, on pense certainement plus facilement au froid glacial et aux manchots empereurs qu’à un observatoire astronomique. Et pourtant, le continent blanc est une terre particulièrement propice aux observations astronomiques, au moins pendant l’hiver austral. Imaginez une nuit qui dure de mai à août, rendant possible des observations longues pour mesurer des variations de brillance d’astres, et un ciel stable et sec, limitant au maximum la scintillation des étoiles. Ce sont les conditions trouvées au centre du continent, au Dôme C, un plateau situé à 75° de latitude sud et culminant à plus de 3000m d’altitude, le lieu où a été́ installée la base scientifique franco-italienne Concordia. Cette station accueille jusqu’à 70 scientifiques en été́ et une douzaine de personnes en hiver, qui y étudient notamment l’évolution du climat de la terre, mais aussi l’astronomie. La température peut tout de même y descendre jusqu’à -80 degrés!

C’est dans ce lieu que deux astronomes algériens, Djamel Mékarnia et Karim Agabi, ont décidé́ d’établir leur terrain de jeu favori :  la recherche d’exoplanètes. Ces planètes tournant autour d’autres étoiles que le soleil. Djamel et Karim travaillent actuellement au laboratoire Lagrange de l’Observatoire de la Côte d’Azur, après avoir traversé́ la méditerranée et quitté leur Algérie natale, où ils ont étudié́, pour faire une thèse de doctorat en astrophysique à l’Université́ de Nice Sophia Antipolis (maintenant appelée Université́ Côte d’Azur). Karim Agabi a été́ l’une des premières personnes a effectuer un hivernage au Dôme C, en 2005. Il faut savoir que pendant l’hiver austral (de février à novembre), la station est complètement isolée du monde, et n’est accessible par aucun moyen.  Les chercheurs sont alors en totale autarcie. Une mission d’hivernage dure en général 10 mois. Djamel Mékarnia et Karim Agabi ont tous les deux effectué deux hivernages, en 2007 et 2011 pour Djamel, 2005 et 2010 pour Karim.

Mais que font donc ces deux briscards de l’Antarctique au Dôme C? Ils travaillent actuellement à l’optimisation du projet ASTEP (Antarctica Search for Transiting ExoPlanets), un télescope qui étudie les exoplanètes en utilisant la méthode des transits. Si une planète orbitant une étoile passe devant celle-ci, il est possible d’observer une baisse de luminosité́ de l’étoile. Afin d’observer de tels transits, des observations durant de longues périodes sont nécessaires. Les nuits d’hiver de l’Antarctique sont alors idéales. Actuellement, le télescope ASTEP est entièrement robotisé et ne nécessite pas d’un hivernant dédié pour le programme.  Cependant, un hivernant d’un autre programme prend en charge l’instrument et intervient si besoin lorsqu’on le lui demande. Cette robotisation a été́ possible car la station est reliée en permanence à internet grâce à une liaison satellitaire, avec un débit réduit de 1Mbytes/s max. Le télescope fonctionne donc entièrement en mode automatique, enregistre les données qui sont traitées sur place grâce à un serveur de calcul et seuls les résultats sont envoyés à Nice.

Djamel et Karim ne se déplacent plus donc que pendant la période estivale australe (il fait tout de même -30 degrés!) de novembre à fin janvier pour la maintenance de l’instrument, la mise à jour des différents softs de contrôle du télescope et traitement des données ainsi que le backup des données sur disques durs pour un éventuel retraitement plus fin. Ces deux chercheurs algériens ont dû s’exiler en France pour assouvir leur passion de l’astrophysique, et leur souhait le plus fort est de voir l’Algérie s’engager le plus activement possible pour former et garder ses jeunes talents!

Eric Lagadec

Observation de la grande comète de 2020 (C/2020 F3 NEOWISE) depuis la Tunisie

par Sylvain Bouley | Jan 13, 2022 | Au fil des étoiles

Notre système solaire est composé de 8 planètes principales et leurs satellites, de planètes naines ainsi que des centaines de milliers de petits corps orbitant autour du soleil. Les comètes font aussi partie de petits corps du système solaire, des corps célestes constitués d’un noyau de glace et de poussière en orbite autour du Soleil.

Photo n°1 : Aspect de la comète avec une pose de 3,2 sec par un APN Canon 600D muni d’un objectif de 200mm (8 juillet 2020)

Ces astres se sont formés  il y a environ 4,5 Milliards d’année, avec la formation de notre soleil.  Ceci nous pousse à souligner l’importance de l’étude de ces petits corps pour mieux affiner le scénario de formation du système solaire. La théorie la plus acceptée postule que ces comètes sont issues d’un large réservoir principal au confins du système solaire sous forme d’un nuage nommé le nuage d’Oort, et d’un second réservoir plutôt sous forme d’anneau nommé ceinture de Kuiper.

On classe les comètes essentiellement selon leur période de révolution autour du Soleil; les comètes à orbite très excentrique et allongée de période excédant 200 ans, voire parabolique ou hyperbolique qui passent dans ces deux derniers cas qu’une seule fois au périhélie, désignées par la lettre C/ suivie de l’année de la découverte puis une lettre désignant la quinzaine de la découverte de l’année puis un numéro correspondant au rang de la découverte durant cette quinzaine.

La deuxième catégorie est celle des comètes dites périodiques à orbite elliptique de période inférieure à 200 ans et qui peuvent passer plusieurs fois près du soleil, telle que la célèbre comète de Halley, et désignées par la lettre P.

Après les déceptions de la communauté astronomique en rapport avec  les comètes C/2019 Y4 Atlas et C/2020 F8 SWAN au début de l’année 2020, le mois de juillet 2020 nous a réservé une très belle surprise.

En effet, la comète C/2020 F3 NEOWISE, découverte par le télescope robotisé Near Earth Object Wide-field Infrared Survey Explorer le 27 mars 2020, a vu son activité augmenter fin juin 2020 peu avant son passage en périhélie. Ainsi, il s’agissait d’une comète dont la période dépassait 200 ans, découverte durant la 6ème quinzaine de l’année 2020. Durant cette 6ème quinzaine, cette comète était de la 3ème à être découverte.

OBSERVATION DE LA COMÈTE C/2020 F3 NEOWISE:

Après son passage au périhélie le 3 juillet 2020 à 16h TU, à 0,29 unité astronomique du Soleil et avec une orbite à grande inclinaison sur l’écliptique, la trajectoire apparente a amené cette comète au nord. Ainsi le 7 juillet 2020, cette comète a été visible au petit matin en Tunisie, dans la constellation du Cocher.

L’aspect visuel à l’œil nu était spectaculaire. Le noyau était brillant pseudo-stellaire de magnitude voisine de 2.5, le 7 et 8 juillet 2020. Ce noyau était entouré par une coma d’où s’est détachée une queue qui s’est étirée sensiblement sur 5 degrés et sensiblement perpendiculaire à l’horizon local. La magnitude était globalement voisine de 1. L’aspect de cette comète était le plus spectaculaire depuis 1997, année durant laquelle la comète Hale-Bopp était observable.

L’aspect au télescope CPC800 de la SAT le 8 juillet 2020, a révélé une comète très brillante de couleur jaunâtre avec une importante queue de poussières développée à partir de deux jets émanant du noyau cométaire. La queue ionique n’était pas visible.

Photo n°2 : Pose unitaire de 15 secondes par un APN Canon 600D au foyer d’un CPC 800 montrant la coma et la partie interne de la queue de poussières de C/2020 F3 (8 juillet 2020 vers 3h TU)

La Société Astronomique de Tunisie (SAT) a décidé d’organiser une campagne d’observation spectroscopique de la comète C/2020 F3 NEOWISE durant la nuit du 10 et 11 juillet 2020. Le choix du site d’observation a été le Biotech Pole de Sidi Thabet, un choix judicieux devant une moindre pollution lumineuse et un horizon nord dégagé. Durant cette campagne la SAT à réussi à observer et photographier la Comète C/2020 F3 NEOWISE et d’en avoir le spectre.

SPECTRE DU NOYAU DE C/2020 F3 NEOWISE

Le spectre du noyau de cette comète a été obtenu par un réseau de transmission SA100 non muni d’une fente situé devant une caméra ZWO120MM au foyer d’un CPC 800 entraîné sur une monture altazimutale.

L’acquisition du spectre a été faite par une accumulation de 200 poses de 2 secondes chacune avec traitement par les logiciels IRIS et VisuelSpec.

Figure 1: Spectre de la comète C/2020 F3 NEOWISE

Comme le montre ce spectre, l’émission de la lumière jaune était due au Sodium ionisé. On peut aussi identifier les raies de Swan dues au carbone diatomique C₂ et triatomique C₃ et les traces aussi du cyanure CN et de l’Azanyl ou le dihydrure d’azote NH2. Le NH2 est obtenu par dissociation de l’ammoniac NH₃ sous l’effet du rayonnement solaire (hv) selon la formule suivante:

NH₃  + hv  → NH₂ + H

Les raies telluriques identifiables à droite du spectre (O₂, O₃ et H₂O) sont dues à l’atmosphère terrestre.

JETS DE LA COMÈTE

Le dépouillement des données acquises durant cette campagne nous a permis de constater que le noyau était très actif. Les techniques de modélisation par ondelettes et de gradient rotationnel nous ont permis d’identifier au total 9 jets dont deux jets importants principaux.

Photo n°3: Zoom sur le noyau de C/2020 F3 NEOWISE montrant les jets actifs émanant de ce dernier
(8 juillet 2020).

Photo n°4 : Jets actifs émanant du noyau de C/2020 F3 NEOWISE montrant d’une manière plus nette leur relation avec la queue de la comète (8 juillet 2020).

OBSERVATION ULTÉRIEURE DE LA COMÈTE

A partir du 12 juillet 2020, la comète est devenue observable en début de nuit  et en fin de nuit. Le 16 juillet 2020, exploitant de bonnes conditions météorologiques, la photo n°5 a été acquise montrant toute la splendeur de la queue de cette comète qui évoluait dans la constellation du Lynx.

Jusque là, la queue la plus prédominante était celle des poussières, de couleur jaunâtre. Une queue bleuâtre ionique est devenue de plus en plus brillante au fil du temps avant de baisser en éclat à partir du 23 juillet 2020.

Passant ensuite dans la constellation de la Grande Ourse, son éclat a commencé à baisser, et particulièrement de son noyau qui n’est plus perceptible  à l’œil nu à partir du 19 juillet 2020. La dernière visibilité à l’œil nu de cette comète était le 25 juillet 2020, deux jours seulement après son passage à la plus courte distance de la Terre.

La dernière photo prise de cette comète par un APN doté d’un objectif de 200mm a été capturée le 31 juillet 2021 en début de nuit, la comète évoluait dans la constellation de Coma Berenices et la magnitude estimée était de 5.

Photo n°5: La comète C/2020 F3 NEOWISE le 16 juillet 2020 en début de nuit, mode suivi de la comète activé. Nous pouvons remarquer la structure de la queue jaunâtre de poussières et celle bleutée ionique.

Photo n°6: La comète C/2020 F3 NEOWISE le 31 juillet 2020 en début de nuit, mode de suivi des étoiles activé. La galaxie NGC 4565 est devinable sur cette photo en haut à gauche.

La comète C/2020 F3 NEOWISE avait avant son passage au périhélie une période orbitale estimée à 4400 ans. Sa période après le périhélie est passée à 6700 ans en rapport essentiellement aux forces non gravitationnelles liées à l’éjection des poussières qui l’ont accéléré davantage sur son orbite.

Photo n°7: Groupe de la campagne d’observation

Les membres de la SAT qui ont contribué à ce travail sont:

• Sofien Kamoun: Président de la Société Astronomique de Tunisie et membre des commissions des éphémérides, d’astrophotographie et de spectroscopie,
• Hichem Ben Yahia: Vice Président de la Société Astronomique de Tunisie et membre de la commission de spectroscopie,
• Abdelhafidh Tayahi: Vice Président de la Société Astronomique de Tunisie et membre de la commission nationale d’éducation NEAC-IAU,
• Jaidane Nejmeddine: Membre fondateur et ancien vice-président de la SAT, astrophysicien et Professeur de physique à la Faculté des Sciences de Tunis,
• Kadija Ferjani: trésorière Adjointe de la SAT et membre de la commission d’astrophotographie,
• Lamjed Soltani: membre actif de la SAT et de la commission d’Astrophotographie,
• Nissem Abdeljelil: membre actif de la SAT et de la commission d’Astrobiologie,
• Khaoula Charrek: membre actif de la SAT et de la commission de planétologie,
• Mehe Ben Ftima: membre actif de la SAT et de la commission  d’Astrophotographie,
• Imen Sleimi: membre actif de la SAT et de la commission d’Astrophotographie,
• Chaima Bhibah: membre actif de la SAT et présidente du club Astro FST,
• Firas Jabnoun: Technicien au Centre National des sciences et des technique Nucléaire.

Nous tenons à exprimer nos sincères remerciements pour :

• Pr Hamadi AYADI: Président Directeur Général du Biotech Pole de Sidi Thabet,
• Pr Adel TRABELSI: membre d’honneur de la SAT, professeur en physique des particules, et en physique nucléaire, astrophysicien et directeur général du centre national des sciences et technologies nucléaires,
• Pr Samia CHARFI KADDOUR: présidente d’honneur et membre fondateur de la SAT, Professeur en Physique de la matière condensée, astrophysicienne et directrice générale de la recherche scientifique au ministère de l’enseignement supérieur et la recherche scientifique,

Pour leur aide précieuse et l’organisation logistique de cette campagne d’observation.

Toutes les photos et figures de cet article sont la propre production de la SAT.