Traduit par Elodie Calas.
Envie de sauver le monde ? Andy Newsam et Chris Leigh du National Schools' Observatory (Grande-Bretagne) présentent une activité qui vous permettra peut-être de faire ça : sauver le monde en détectant de vrais astéroïdes qui pourraient se diriger vers la Terre.
l'aimable autorisation de NASA
/ JPL-Caltech
Les astéroïdes, ou planètes mineures, sont des objets poussiéreux, rocheux et métalliques qui gravitent autour du Soleil et qui sont trop petits pour être considérés comme des planètes. Des dizaines de milliers d'astéroïdes ont été découverts jusqu'à présent et plus de 12000 ont reçu un nom officiel.
Spatial Hubble
Image reproduite avec
l'aimable autorisation de NASA,
ESA et J Parker (Southwest
Research Institute); Source de
l'image : Wikimedia Commons
Le plus grand, Cérès, a un diamètre de 1000 km alors que les plus petits sont de la taille d'un caillou. Seuls 15 astéroïdes de plus de 240 km de diamètre ont été détectés, et si on fusionnait tous les astéroïdes connus, on obtiendrait un objet plus petit que la Lune (dont le diamètre est de 3500 km).
La plupart des astéroïdes se trouvent dans la Ceinture d'astéroïdes, entre les orbites de Mars et de Jupiter, mais d'autres ont des orbites qui les rapprochent considérablement de la Terre : ceux-ci sont appelés géocroiseurs (Near-Earth Objects, NEOs). S'ils se trouvent sur une trajectoire de collision avec la Terre, ils sont appelés météoroïdes. Quand un météoroïde entre dans l'atmosphère à haute vélocité, la friction provoque sa combustion et produit une traînée de lumière appelée météore. Si le météoroïde ne se désintègre pas complètement, ce qui reste heurte la surface de la Terre et devient une météorite.
en Arizona (USA) a un
diamètre de 1,186 km et une
profondeur de 180 m. Il est
bordé tout autour par des tas
de roches pulvérisées et
entremêlées, certaines
d’entre elles de la taille d'une
maison. La structure qui
projette une ombre sur le
flanc nord du cratère est le
centre des visiteurs (23
janvier 2004)
Image reproduite avec
l'aimable autorisation de ESA
Bien qu'un bon nombre d'astéroïdes heurtent la Terre chaque jour, ils sont trop petits pour causer des dégâts. Pourtant, il y en a eu de plus gros par le passé : le cratère Barringer en Arizona (Etats-Unis) d'un diamètre de 1,186 km a été formé il y a environ 50000 ans par un météore d'un diamètre estimé de 40 m. Ce genre de catastrophes se produisent environ tous les 1000 ans, mais la plupart des cratères ne sont pas visibles à cause de l'érosion ou de la végétation ou parce qu'ils se trouvent au fond des océans.
Bien qu’il soit très peu probable qu’un gros astéroïde géocroiseur heurte la Terre de notre vivant, des astronomes travaillent dur pour trouver et traquer le plus grand nombre de géocroiseurs possiblew1. Détecté suffisamment tôt, un gros géocroiseur menaçant la Terre pourrait être « chassé » de sa trajectoire pour éviter qu’il ne s’écrase sur la Terre.
Comment les détecter ? Alors que la position des étoiles reste la même d’une nuit à l’autre, la Lune, les planètes et les astéroïdes vagabondent lentement au milieu des étoiles. Contrairement à la plupart des planètes, les astéroïdes ne sont pas assez lumineux pour être vus à l’œil nu. Il faut utiliser des jumelles ou un télescope pour pouvoir les observer.
L’activité suivante, conçue par le National Schools’ Observatoryw2 de Grande-Bretagne (NSO, voir encadré), permettra aux élèves de 7 à 19 ans de traquer des astéroïdes au moyen d’images générées par le télescope entièrement robotisé le plus grand du monde, le Télescope Liverpool, installé sur l’Ile de La Palma aux Canaries en Espagne (8 m de hauteur, 25 tonnes, équipé de miroirs de 2 m de diamètre). En utilisant les mêmes techniques que les astronomes professionnels, les élèves apprennent rapidement à déceler des astéroïdes réels à partir d’observations réelles. Il est possible que les plus jeunes aient besoin d’une brève introduction de la part de leurs professeurs qui pourront utiliser le matériel de support disponible en lignew3. Les élèves plus âgés peuvent aller plus loin et calculer la vitesse des astéroïdes détectés (voir l’exercice avancé ci-dessous) et faire un compte-rendu de leurs résultats. L’atelier combine technologie de l’information, physique et maths dans une activité amusante de découverte.
Le NSO (National Schools’ Observatory) est un important site web éducatif créé par l’Université Liverpool John Moores (Grande-Bretagne). Il permet aux écoles de réaliser leurs propres observations aux côtés d’astronomes professionnels, à l’aide du télescope entièrement robotisé le plus grand du monde : le Télescope Liverpool (dont 5% du temps d’observation est alloué aux écoles britanniques et irlandaises). Une fois la demande d’observation terminée, les élèves peuvent télécharger les données du télescope et utiliser un logiciel spécial de traitement d’images pour analyser les images obtenues. Le site web met aussi à disposition du matériel éducatif sur l’astronomie.
astéroïde percutant les eaux
tropicales et peu profondes
de la côte mexicaine, formant
ce que nous connaissons
comme le cratère de
Chicxulub. Il est possible que
l'impact de cet astéroïde ait
causé l'extinction des
dinosaures. Heureusement,
on estime que les astéroïdes
suffisamment gros pour
causer des dégâts aussi
sérieux (c'est-à-dire les
astéroïdes d'un diamètre d'au
moins 1 km) frappent la terre
tous les quelques millions
d'années seulement
Image reproduite avec
l'aimable autorisation de NASA
/ JPL-Caltech
Tout le matériel nécessaire est disponible gratuitement sur Internetw3 sans inscription. Chaque élève (ou binôme) devra avoir accès à un ordinateur équipé de Microsoft Windows®. Une connexion Internet n’est pas requise si les fichiers sont téléchargés d’avance.
Pour une explication pas à pas de l’utilisation du logiciel LTImage, voir les notes du professeur.
Pour détecter le mouvement des astéroïdes, on a besoin d’images du ciel prises à des moments différents de la nuit pour que la position des astéroïdes ait changé dans l’intervalle. Pour s’assurer que le mouvement observé est authentique, on utilisera un ensemble de quatre images prises à un intervalle de 30 minutes.
Vous trouverez les images dans la section « Data files » de l’activité « Hunting for Asteroids » w3.
Les fichiers ah_demo-1.fits à ah_demo-4.fits sont des simulations qui peuvent être utilisées pour s’entraîner. Les fichiers ahunt-10-1-1.fits à ahunt-10-1-4.fits proviennent d’observations réelles du géocroiseur 2001 GQ2, réalisées juste avant minuit le 5 avril 2009.
Télescope Liverpool
Image reproduite avec
l'aimable autorisation de J
Marchant
Il se peut que vous soyez déçu(e) par la probable obscurité de l’image. Ne vous inquiétez pas, c’est normal et corrigible : la caméra du Télescope Liverpool a été conçue pour compter le nombre de photons incidents et non pas pour prendre de belles photos. Il est possible que certains détails de l’image soient trop sombres –par rapport aux étoiles qui les entourent– pour être vus. L’échelle de l’image doit être ajustée à l’aide des deux barres de défilement pour faire apparaître les détails des objets les moins lumineux.
Contrairement aux étoiles qui restent fixes, les astéroïdes se déplacent. C’est tout ce qu’il y a à faire : obtenir plusieurs images, les faire scintiller, et si quelque chose bouge (en ligne droite), c’est un astéroïde.
Images reproduites avec l'aimable autorisation du National Schools’ Observatory
Sur la série d’images de démonstration, vous devriez pouvoir repérer deux astéroïdes (l’un étant plus difficile à identifier que l’autre). Continuez à faire scintiller les images jusqu’à ce que vous en soyez certain(e). Il peut être utile de faire varier le temps de visualisation de chaque image. Remarquez que les étoiles peuvent donner l’impression d’osciller à cause des variations du vent et d’orientation du télescope, mais le mouvement des astéroïdes est plus évident.
l'aimable autorisation de the
National Schools’ Observatory
Maintenant que vous avez compris comment ça marche, vous êtes prêt(e) pour télécharger des observations plus récentes de géocroiseurs réels et sur lesquels les astronomes veulent en savoir un peu plus. Les images correspondent à des zones où des géocroiseurs récemment découverts pourraient se trouver. Ces observations sont utiles pour affiner le calcul de leurs orbites. Puisqu’il s’agit de données de recherche réelle, on ne peut pas savoir avec certitude où se trouvera le géocroiseur sur l’image ou si, tout simplement, il y aura un géocroiseur sur l’image. Mais il devrait y en avoir. Bien entendu, il existe une petite probabilité pour qu’un astéroïde inconnu apparaisse aussi dans le même champ de vision.
Image reproduite avec
l'aimable autorisation de J
Marchant
Pour soumettre vos résultats (le relevé des coordonnées X et Y des géocroiseurs récemment identifiés), allez à « Report your results » sur le site web de l’activité « Asteroid Watch ». Les résultats utiles (non spam) seront envoyés au Minor Planet Centerw4 de l’Union astronomique internationale pour l’amélioration du calcul des orbites.
Si vous avez le temps et si vous vous sentez à l’aise pour faire un peu de maths avec vos élèves, vous pouvez utiliser la série d’images de démonstration et quelques uns des outils de LTImage pour calculer la distance parcourue et la vitesse de l’astéroïde. Pour les instructions, téléchargez la feuille d’exercices « More able tasks » sur le site web de l’activité « Hunting for Asteroids »w3.
Pour télécharcher l’introduction à l’activité « Hunting for Asteroids » ainsi que le matériel utile, visitez : www.schoolsobservatory.org.uk/activ/asteroids
Pour en savoir plus sur le logiciel LTImage et pour le télécharger, visitez: www.schoolsobservatory.org.uk/astro/tels/ltimage