St-Luc O.F.X.B 2001
Rapport d'observations

DATE :

du 18 au 20 mai 2001

LIEU :

Observatoire François-Xavier Bagnoud, St-Luc-Tignousa (VS) (altitude 2200m.).

PARTICIPANTS :

Encadrement astronomique :

Daniel CEVEY, Max PINDAO, Gilles CARNAL.

Accompagnants :

Anne-Marie ANSELMO, Charles de CARLINI.

Elèves :

Elisabeth AGORITSAS, Nada AMIN, Bernardo BRIXEL, Loren COQUILLE, Florence ESCALERA, Julien FINCI, Mélisse HENRY, Stéphane KRATTINGER, Joëlle LATINA, Aniello LAUDATO, Cong LIN, Nicolas VEUTHEY, Stephan Von DURING.

METEO :

Après le report de notre sortie du mois d'avril, tous nos espoirs se portent sur ce dernier week-end. Bien que l'orage fasse encore rage vendredi matin, le ciel commence à se dégager en début d'après midi sous l'effet d'une légère bise. En début de soirée, les derniers nuages se dissipent pour laisser la place à un ciel d'une remarquable pureté. La première nuit sera très fraîche (0°C à 10h, - 4°C à minuit et - 8°C à 4h.). La journée de samedi sera ensoleillée et chaude, et la deuxième nuit sans vent et moins froide (- 4°C). Turbulences relativement faibles, sauf à l'horizon.

MATERIEL :

PHOTOGRAPHIE :

Plusieurs élèves s'essaient à l'astrophotographie :

OBSERVATIONS :

A l'œil nu et aux jumelles:

L'équateur céleste : Procyon, sud du Lion, nord de Spica, Serpentaire, Aigle, Poissons.
Le pôle céleste nord (α U Min).
L'écliptique : Avec d'Ouest en Est le Taureau (Jupiter), les Gémeaux, le Cancer, le Lion, la Vierge, la Balance, Le Serpentaire, le Scorpion, le Sagittaire (Mars), le Capricorne (Uranus et Neptune), le Verseau, les Poissons (Vénus).
La région polaire : Grande Ourse, Petite Ourse, Dragon, Céphée, Cassiopée, Persée, Bouvier, Couronne Boréale, Hercule.
Le Grand Triangle d'été : Lyre, Cygne, Aigle, Dauphin, la Flèche.

En tout, ce ne sont pas moins de 40 constellations sur 88 que les élèves ont pu observer lors de ces deux nuits.

Aux télescopes et lunettes :

Le Soleil :

Observations des taches solaires avec les C8 munis de filtres de densité 5 , avec la lunette Schaer, ainsi qu'avec le coelestat. Les protubérances, dont certaines étaient très spectaculaires, ont été observées avec un C8 muni d'un filtre Hα ainsi qu'avec le coronographe.

La Lune :

Dans les Poissons (AD = 1h 31min; Dec = 4°10'; D = 389'658km.), le fin croissant de Lune (10%) n'est visible que de jour. Observation à l'œil nu, aux jumelles et au télescopes.

Les planètes :

Satellites du Soleil, les planètes n'émettent pas de lumière propre, mais nous renvoient la lumière du Soleil (cf. albédo). Elles gravitent toutes approximativement dans le même plan, l'écliptique.

Jupiter :

Dans le Taureau (AD = 5h 6min; Dec = 22° 30'; D = 6,038UA; →= 32,6"; φ = 99,9%; m = -1,9). Très belle observation des bandes équatoriales ainsi que des satellites galiléens Io, Europe, Ganymède et Callisto.

Mercure :

Dans le Taureau (AD = 5h 20min; Dec = 25° 26'; D = 0,878UA; →= 7,7"; φ = 42,5%; m = 0,3). Mercure se trouve pratiquement au premier quartier (cf. rapport n°3) et sa phase est nettement visible au télescope.

Mars :

Dans le Sagittaire (AD = 17h 53min; Dec = -25°10'; D = 0,537UA; →= 17,4"; φ = 97,2%; m = -1,7). Bien que basse sur l'horizon (turbulences), le disque rouge est nettement visible, et montre sa calotte polaire de neige carbonique dont les dimensions varient au gré des saisons.

Les objets Messier :

Charles Messier (1730-1816). Premier astronome à étudier le retour de la comète de Halley, il va découvrir 46 comètes dont 21 inconnues. Louis XV l'honore du titre de "furet des comètes". Pour faciliter la recherche des comètes, il publie, entre 1771 et 1781, un catalogue contenant et décrivant une centaine d'objets nébuleux mais fixes, qui ne peuvent donc pas être des comètes. Supplanté aujourd'hui par d'autres catalogues plus riches et plus précis (par ex NGC), le catalogue Messier reste très utile pour l'astronome amateur. M13, par exemple, est le 13me objet du catalogue Messier.

Amas ouverts :

Appelés encore amas galactiques, ces amas se sont formés, au gré de la matière interstellaire, essentiellement dans les bras de la Galaxie, dont ils suivent le mouvement. Sans forme particulière, d'où leur nom, ils regroupent quelques centaines d'étoiles dans une région de quelques années-lumière. Ils sont riches en matière interstellaire, ce qui permet la formation continue d'étoiles.

h + χ Per (Amas double de Persée) :

2h 20, 57°08. (NGC 884 et 869). L'amas double de Persée est facilement repéré à l'œil nu, puis aux jumelles. Observation aux jumelles et au télescope. Chacun des amas a un diamètre de 30', ce qui correspond à 70 al. Ils sont également séparés de 30', soit un diamètre solaire (ou lunaire). Il s'agit d'un des plus jeune amas connu (6,4 millions d'années). Il est relativement proche de la Terre (8000al.).

M11 (Le Canard Sauvage, Ecu) :

18h 51, - 06° 16. D = 6000 a.l. m = 6,3, → = 14'. Contient environ 3000 étoiles. Relativement jeune (220 millions d'années).

M16 (Serpent).

18h.18m.; -13°47. D = 7000 a.l.; m = 6,4.; → = 7'. Amas ouvert associé à la nébuleuse diffuse de l'Aigle. Lieu de formation stellaire. Age: 5,5 millions d'années.

M18 (Sagittaire).

18h. 19m.; -17°08; D = 4900 a.l.; m = 7,5; → = 9'. Très jeune ( 32 millions années).

M23 (Sagittaire).

17h.56m.;-19°; D = 2150 a.l.; m = 6,9; → = 27'. Environ 150 étoiles. Age : 220 millions années.

M24 (Sagittaire).

18h.16m.; -18°29'; D = 10'000 a.l.; m = 4,6; → = 90'. Pseudo amas d'étoiles s'étendant sur plusieurs milliers d'a.l. et nimbé dans un énorme nuage de matière interstellaire.

M25 (Sagittaire).

18h.31m.; -19°15'; D = 2000 a.l.; m = 6,5; → = 40'. Age : 90 millions années.

M29 (Cygne) :

20h 24, 38° 31. D = 4000 a.l.; m = 7,1; → = 7'. Age : 10 millions années.

M35 (Gémeaux) :

6h 09, 24° 20. D = 2800 a.l.; m = 5,3; → = 28'. Environ 200 étoiles. 110 millions années.

M39 (Cygne) :

21h 32, 48° 26. D = 825 a.l.; m = 5,2; → = 32'. Agé d'environ 300 millions d'années.

M44 (Amas de la Crèche, Cancer) :

8h 40, 19°59. D = 577 a.l.; m = 3,7; → = 95'. Contient plus de 400 étoiles. Agé de 400 millions d'années.

M67 (Cancer) :

8h 51, 11° 48. D = 2700 a.l.; m = 6,1; → = 30'. C'est un des plus vieux amas ouvert connu (4 milliards années). Contient environ 500 étoiles.

M11
M16
M18
M23

M24
M25
M29
M35

M39
M44
M67

Amas globulaires :

Ces amas, très vieux, sont des vestiges de la formation des galaxies. Ils sont situés dans les halos des galaxies où ils décrivent des orbites autour du centre galactique indépendantes du mouvement des galaxies (période de l'ordre de 200 millions d'années). De forme sphérique, d'où leur nom, ils présentent une densité en étoiles croissante vers le centre. Ils regroupent de 105 à 106 étoiles dans un diamètre de quelques centaines d'années-lumière. Ils sont totalement dépourvus de matière interstellaire, il n'y a donc plus de formation d'étoiles.

M3 (Chiens de Chasse) :

13h 42, 28° 23. D = 30'600 al. ; m = 6,2 ; → = 16,2'. Amas riche de 500'000 étoiles dont de nombreuses variables. Age présumé : 7,1 milliards d'années.

M4 (Scorpion) :

16 h. 23 m. ; -26°32' ; D = 6800 al. ; m = 5,6 ; → = 26,3'. C'est un des plus proches amas globulaires. S'éloigne de nous à la vitesse de 65 km/s. Contient un pulsar qui effectue 300 tours/s.

M5 (Serpentaire) :

15h 18, 02° 05 ; D = 22'800 al. ; m = 5,6 ; → = 17,4'. Il s'agit d'un des plus vieux amas globulaire ( 13 milliards d'années). S'éloigne de nous à la vitesse de 50 km/s.

M9 (Serpentaire) :

17 h. 19 m. ; - 18° 31' ; D = 26'400 al. ; m = 7,7 ; → = 9,3'. Il s'agit d'un des amas les plus proches du centre galactique (5500 al.). S'éloigne de nous à la vitesse de 224 km/s.

M10 (Serpentaire) :

16 h. 57m. ; -4° 06' ; D = 13'400 al. ; m = 6,6 ; → = 15,1'. S'éloigne à 69 km/s.

M12 (Serpentaire) :

16 h. 47m. ; -1° 57' ; D = 17'600 al. ; m = 6,7 ; → = 14,5' . S'approche de nous à 16 km/s.

M13 (Hercule) :

16h 42, 36°27 ; D = 22'800 al. ; m = 5,8 ; → = 16,6'. Contient environ 100'000 étoiles pour un diamètre de 150 al. Agé de 14 milliards d'années. Ce fut la première cible vers laquelle le radiotélescope d'Arecibo a envoyé un message de recherche de vie extraterrestre (SETI) : mais en supposant que ces "petites bêtes" nous répondent par retour du courrier, nous aurons leur réponse dans 46'000 ans (c'est presque pire que le courrier B !).

M22 (Sagittaire) :

18h 36, -23°54' ; D = 10'100 al. ; m = 5,1 ; → = 24'. C'est l'amas globulaire le plus brillant visible de nos latitudes. Contient environ 70'000 étoiles pour un diamètre de 200 al. S'éloigne de nous à la vitesse de 144 km/s.

M53 (Coma Ber) :

13h 13, 18°10' ; D = 56'400 al. ; m = 7,6 ; → = 12,6'. Une des plus lointains amas globulaires. S'approche de nous à la vitesse de 112 km/s.

M71 (La Flèche):

19 h. 54m. ; 18° 47' ; D = 11'700 al. ; m = 8,2 ; → = 7,2' . Forte métallicité (riche en éléments lourds).

M80 (Scorpion):

16 h. 17 m. ; -22° 59' ; D = 27'400 al. ; m = 7,3 ; → = 8,9' . Un des amas les plus concentrés. Fut le siège en 1860 de l'explosion de la nova T Scorpii dont l'éclat devint plus fort que celui de tout l'amas.

M92 (Hercule) :

17h 17, 43° 09' ; D = 26'400 al. ; m = 6,4 ; → = 11,2' (85 al.) . Très forte densité centrale. Agé de plus de 14 milliards d'années !! masse de 330'000 masses solaires.

M3
M4
M5
M9

M10
M12
M13
M22

M53
M71
M80
M92

Nébuleuses diffuses :

Il s'agit de vastes poches de gaz, souvent ionisé par le rayonnement des étoiles qu'elles contiennent, et qui constituent le lieu privilégié de formation stellaire.

Dentelle du Cygne ( NGC 6960 et 6992) :

Distante de 1500 al., cette vaste structure gazeuse en expansion, située près de 52 Cygni, s'étend sur près de 70 al. Il s'agit des restes de l'explosion d'une supernova, il y a 30'000 ou 40'000 ans.

Nord America (NGC 7000 Cygne) :

20h 59, 44° 20 . → = 120' x 100'. Située à 3° à l'est de Deneb qui constitue sa principale source d'énergie, cette nébuleuse diffuse doit son nom à sa forme rappelant celle du continent nord-américain. Elle est située à 1600 al. de la Terre et s'étend sur 45 al.

M8 (La Lagune, Sagittaire) :

18h 03, - 24° 23'. D = 5200 al. ; m = 6 ; → = 90' x 40'. Nébuleuse émissive dont les gaz sont ionisés par le rayonnement UV de l'étoile très chaude 9Sgr (O5). Masse d'environ 1000 MSol. Siège de formation d'étoiles géantes et supergéantes (Amas NGC 6530).

M16 ( L'Aigle, Serpent) :

18h 19, -13° 46. D = 7000 al. ; m = 6,4 ; → = 7'. Nébuleuse associée à l'amas ouvert NGC 6611 âgé de 5,5 millions d'années. Le Space Telescope y a décelé de nombreux globules identifiés à des protoétoiles (étoiles en voie de formation).

M17 (Nébuleuse Oméga, Sagittaire) :

18h 21, - 16° 10'. D = 5000 al. m = 7. → = 11' (30 al.). Gigantesque nébuleuse émissive de 1500 MSol. Température supérieure à 8000 K sous l'effet du rayonnement UV des étoiles chaudes (types spectraux O et A).

M20 ( Trifide, Sagittaire) :

18h 02, - 23° 02'.; D = 5200 al.; m = 9 ; → = 28'. De masse environ 300 MSol. pour 10 al. de diamètre, cette nébuleuse émet sous l'effet du rayonnement UV d'étoiles géantes. Son nom, dû à Herschel, est justifié par les trois lobes lumineux séparés par des filaments de poussières (nébuleuses obscures).

NGC 6960 et 6992
NGC 7000
M8

M16
M17
M20

Nébuleuses planétaires :

De forme quasiment sphérique, d'où leur nom, les nébuleuses planétaires résultent de l'éjection des couches superficielles d'étoiles en fin de vie (naines blanches).

M27 (Haltère ou Dumbell, Vulpecula) :

20h 00, 22° 43'. D = 1250 al. ; m = 7,4 ; → = 8' x 5,7'. L'explosion des couches superficielles de la naine blanche centrale (85'000K) est estimée à environ 4000 ans. Son diamètre actuel est de 2 al. et son taux d'expansion de 6,8" d'arc par siècle.

M57 (Anneau de la Lyre ) :

18h 54, 33° 01'. D = 4100 al. m = 8,8 ; → = 1,4' x 1'. Cette nébuleuse a une vitesse d'expansion de 38 km/s soit 1"/siècle. L'étoile centrale, très chaude (75'000 K) émet principalement dans l'UV lointain (450 Å) et ionise les gaz (H,O,Ne,N,Fe,Ni..) de la nébuleuse.

M97 (La Chouette Grande Ourse ) :

11h 15, 55° 01'. D = 2600 al. ; m = 9,9 ; → = 3,4'. C'est l'un des objets les plus faibles du catalogue Messier. Agée de 6000 ans, sa masse est de 0,15 MSol pour un diamètre actuel de 1,5 al.

M27
M57
M97

Galaxies :

Vastes systèmes comportant plusieurs centaines de milliards d'étoiles pour des diamètres de l'ordre de 100'000 a.l. et situés à l'extérieur de notre propre galaxie, la Voie Lactée. Les galaxies se distinguent par différentes formes (spirale, spirale barrée, elliptique, irrégulière)

M31 (Grande Galaxie d'Andromède) :

00h 42, 41° 16'. D = 2,9 millions al. m = 3,4 ; → = 178' x 63'. Mis à part les Nuages de Magellan, galaxies irrégulières satellites de notre Voie Lactée, M 31 est la galaxie la plus proche de nous et constitue pourtant l'objet le plus lointain visible à l'œil nu. Elle possède deux galaxies satellites, de formes elliptiques, M 32 et M 110. et appartient au Groupe Local. Sa masse est de 300 à 400 milliards de masses solaires répartie dans un disque spiralé de près de 200'000 al. de diamètre avec un noyau très dense de 40 al. de diamètre. M 31 se rapproche de nous à la vitesse de 270 km/s (attention aux radars !!).

M32 ( Compagnon d'Andromède) :

m = 8,1 ; → = 8' x 6'. Naine elliptique de seulement 3 milliards de masses solaires et de 8000 al. de diamètre.

M51 (Tourbillon, Chiens de chasse) :

13h 30, 47° 11'. D = 37 millions al. m = 8,4 ; → = 11' x 7'. Vaste tourbillon dont un bras rejoint la petite galaxie satellite NGC 5195.

M65 ( Lion) :

11 h. 9m. ; 13° 05' ; D = 35 millions al. ; m = 9,3 ; → = 8' x 1,5'. Forme avec M 66 et NGC 3628 le Triplet du Lion. Galaxie spirale avec bulbe central. Bande de poussière équatoriale.

M66 (Lion) :

11h. 20m. ; 12° 59' ; D = 35 millions al. ; m = 8,9 ; → = 8' x 2,5' . Galaxie spirale présentant une déformation des bras, probablement due à l'action gravitationnelle de ses compagnes. Contient beaucoup de poussières ainsi que des nébulosités sièges de formation stellaires.

M81 (Galaxie de Bode, Grande Ourse) :

9 h. 55 m. ; 69° 04'. D = 12 millions al. m = 6,9 ; → = 21' x 10'. Galaxie spirale, formant un couple spectaculaire dans l'oculaire avec sa voisine M 82. Ces deux galaxies sont relativement proches l'une de l'autre ( 150'000 al.) ce qui engendre des déformations par interaction gravitationnelle.

M82 (Grande Ourse) :

9h 56, 69°00. D = 12 millions al. ; m = 8,4 ; → = 9' x 4'. Galaxie irrégulière avec un noyau très actif.

M101 (Pinwheel, Grande Ourse) :

14h 03, 54° 20'. D = 27 millions al. m = 7,9 ; → = 22'. Galaxie spirale très étendue ( diamètre de 170'000 al.).

M104 (Le Sombréro, Vierge) :

12 h. 40 m. ; -11° 37' ; D = 50 millions al. ; m = 8,0 ; → = 9' x 4'. Galaxie spirale vue par la tranche et faisant apparaître dans son plan équatorial une épaisse bande de poussière. Son bulbe est anormalement développé. M 104 est entourée de plusieurs centaines d'amas globulaires.

M108 (Grande Ourse) :

11 h. 11 m. ; 55 ° 40' ; D = 45 millions al. ; m = 10 ; → = 8' x 1'. Galaxie spirale vue presque par la tranche. S'éloigne de nous à 772 km/s.

M31, M32 et M110
M51
M65

M66
M81
M82

M101
M104
M108

Etoiles doubles et multiples :

Il s'agit d'étoiles liées gravitationnellement dont les composantes sont séparées (sép.) par un angle supérieur au pouvoir de résolution de l'appareil utilisé. L'observation des systèmes multiples est de la plus haute importance puisqu'il s'agit du seul moyen dont nous disposions pour déterminer la masse des étoiles.

α Gem (Castor) : 7h 35, 31° 53, sép : 72" et 2,5" ( Système complexe). D = 46 al. Période: 420 ans.
α CnV (Cor Caroli) : 12h 56, 38° 19'; sép :19" ; D = 65 al.
ε Boo (Izar) : 14h 45, 27° 04' ; sép.= 2,8" (Géante orange + naine bleue), D = 150 al
χ Boo : 14h 13, 51° 47'; sép. = 13,4", ( jaune + orange), D = 124 al.
ι Tri : 2h 12, 30° 18' ; sép. = 3,8"; ( bleue + jaune ), D = 280 al.
Mizar et Alcor (UMa) : 13h 24, 54° 56'; sép.= 11,8' et 14,4"; D = 80 al.
γ Del : 20h 47, 16° 08'; sép.= 10"; ( verte + jaune ); D = 75 al. Période = 3250 ans.
ε Lyr (triple) : 18h 44, 39° 40'; sép.= 208" et 2,5"et 2,4"; D = 124 al.; Pér. = 1166 et 585 ans.
β Cyg (Albireo) , 19h 30, 27° 58'; sép. = 34,3"; ( bleue + orange ); D = 390 al. Pér. = 7270 ans.
α Scr : (Antarès) 16h 29, - 26° 26?; sép. = 2,5"; D = 326 al.; Pér. = 878 ans.
β Scr (Acrab) : 16h 05, - 19° 48, 13,7" et 0,5" (triple); D = 555 al.
γ Leo (Lion) : 10 h. 20 m. ; 19° 50' ; sép. = 4,3" ; Pér. = 619 ans.

Les essaims de météorites sont associés aux orbites cométaires. Lorsqu'une comète s'approche du Soleil, sa surface va se sublimer (passage direct de l'état solide à l'état gazeux). Les gaz, les poussières et les fragments solides ainsi éjectés forment les queues visibles de la comète. Ces particules parsèment la trajectoire de la comète, et y restent bien après son départ. Lorsque la Terre, dans sa rotation autour du Soleil, coupe cette trajectoire, des fragments et des poussières, attirés par la gravitation terrestre, vont tomber et s'échauffer dans l'atmosphère, devenant incandescents : ce sont les étoiles filantes ou météorites. On estime à 10'000 tonnes par année la masse totale de météorites atteignant le sol, la majorité, fort heureusement, sous forme de minuscules fragments.

Ces pluies d'étoiles filantes semblent provenir d'une région bien définie du ciel, le radiant, auquel on donne le nom de la constellation qui le contient. Par exemple, les perséïdes, associées à la comète Swift-Tuttle, présentent un maximum, pouvant atteindre 10 météores à la minute, à la mi-août.
De nombreuses étoiles filantes ont été observées, dont deux bolides au diamètre apparent visible, et dont la magnitude a été estimée entre -7 et -8 (beaucoup plus lumineuses que Vénus !).

Le sentier des planètes a été parcouru du Soleil jusqu'à Uranus. La neige encore abondante a stoppé notre progression en direction de Neptune et Pluton (si loin du Soleil, il fait froid !). Chaque mètre correspond à 1 million de km. Une marche à la vitesse de 3,6 km/h nous fait donc parcourir le système solaire à 3 fois la vitesse de la lumière !

Bilan des observations :

Plus de 40 constellations observées sur un total de 88, le Soleil, la Lune, Mercure, Jupiter et Mars, 40 objets Messier sur 110, plusieurs objets NGC, une douzaine d'étoiles doubles et multiples, de nombreuses météorites, le bilan de ces trois jours à l'O.F.X.B. est exceptionnel. De plus, les élèves ont pu s'initier à la manipulation d'appareils professionnels et certains se sont lancés dans le difficile exercice de l'astrophotographie. Les frustrations engendrées par une météo très défavorable tout au long de l'année sont, du moins je l'espère, définitivement oubliées. Conclusion : Ambiance chaleureuse et joyeuse. Intérêt marqué et forte motivation des élèves. Moisson exceptionnelle d'observations. Excellente participation de chacun aux tâches d'intendance avec mention toute particulière à l'équipe de cuisine. En deux mots : Expérience mémorable !

Daniel CEVEY, 26 mai 2001

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