Astéroïdes pour astrométrie

Alain Klotz 20051025

La trajectoire d'un astéroïde au sein du système solaire est principalement gérée par la gravitation exercée sur lui par le Soleil. En conséquence, si l'on ne tient compte que de l'action du Soleil, un astéroïde suit une trajectoire purement keplerienne, c'est à dire une ellipse. A partir de l'observation d'un astéroïde à trois dates différentes, on peut déterminer les éléments de l'orbite, c'est à dire la carte d'identité de la trajectoire. Les éléments d'orbites sont des angles et des dates définies géométriquement par la figure suivante dans le cas d'une comète (c'est exactement la même chose pour les astéroïdes et les planètes):

A partir des éléments d'orbites, on peut alors prévoir la position (RA=ascension droite, DEC=déclinaison) de l'astéroïde pour n'importe quelle date. Cependant, les planètes, notamment Jupiter, jouent un rôle perturbateur du mouvement keplérien qui modifient, généralement lentement, la valeur des éléments d'orbite. Le calcul devient alors beaucoup plus compliqué. Heureusement, les principales perturbations sont prises en comptes dans les générateurs d'éphémérides modernes.

Il existe de très nombreuses familles d'orbites. On pourra en avoir une vue exhaustive en consultant la page suivante:
http://sajri.astronomy.cz/asteroidgroups/groups.htm

2. Préparer une observation

2.1. Cas où l'on connait la désignation de l'astéroïde à observer

Un bon site pour générer des éphémérides est le suivant:
http://cfa-www.harvard.edu/iau/MPEph/MPEph.html

Par exemple, pour générer les éphémérides de l'astéroïde (854) Frostia à partir du 25 novembre 2005, toutes les heures (=24 positions par jours) pendant 10 jours (=240 positions au total) à l'OHP (site IAU numéro 511):

Désignation du champ à remplir	Valeur à entrer
Objects may be identified by designation or by name. Enter a list of designations or names below (one entry per line, excess entries will be ignored):	854
Ephemeris start date:	2005 11 25
Number of dates to output	240
Ephemeris interval:	1
Ephemeris units	hours
Observatory Code	511
Format for elements output	MPC 8-line

Il suffit ensuite d'appuyer sur le bouton <Get ephemerides/HTML page>. Le résultat est:

(854) Frostia

Epoch 2005 Aug. 18.0 TT = JDT 2453600.5                 Goffin
M 127.88447              (2000.0)            P               Q
n   0.27037790     Peri.   83.49159     +0.07444711     +0.99702530
a   2.3685829      Node   190.83848     -0.95174674     +0.06506391
e   0.1736028      Incl.    6.09149     -0.29771759     +0.04131867
P   3.65           H   12.1           G   0.15           U   0
From 74 observations at 20 oppositions, 1942-1997, mean residual 0".54.

Last observed on 2005 Oct. 5. Perturbed ephemeris below based on elements from MPC 32295.

Discovery date : 1916 04 03
Discovery site : Simeis
Discoverer(s) : Beljavskij, S.

Further observations? None needed at this time.

00854
Date       UT      R.A. (J2000) Decl.    Delta     r     El.    Ph.   V      Sky Motion        Object    Sun   Moon
            h m s                                                            "/min    P.A.    Azi. Alt.  Alt.  Phase Dist. Alt.
2005 11 25 000000 05 32 07.3 +14 51 26   1.811   2.751  158.0   7.7  16.1    0.58    258.9    334  +59   -66   0.40   082  +01
2005 11 25 010000 05 32 04.9 +14 51 19   1.811   2.751  158.0   7.7  16.1    0.58    258.8    004  +61   -59   0.40   082  +11
etc.

La position de (854) Frostia est donc lue dans les colonnes R.A. et Decl. On recherchera la meilleure période d'observation lorsque l'astéroïde passe au méridien. Cela correspond à à la colonne Object Azi. >330 ou <30.

Si l'on souhaite générer une carte de champ centrée sur la position du 25 novembre à 0h00 TU, on utilise le lien suivant:
http://stdatu.stsci.edu/cgi-bin/dss_form

Désignation du champ à remplir dans la rubrique "Retieve an image"	Valeur à entrer
RA	05 32 07.3
Dec	+14 51 26
Height	30
Width	30
File Format	GIF

Il suffit ensuite d'appuyer sur le bouton <Retrieve Image>.

2.2. Cas où l'on cherche des astéroïdes intéressants à observer

Au sein de l'association AUDE qui rassemble des astronomes amateurs qui utilisent des caméras CCD, a été développé, depuis 1997, une activité de découverte de nouveaux asteroïdes. En 1995, plus de 500 astéroïdes ont été trouvés par ce groupe d'observateurs. Malheureusement, une partie d'entre eux a été perdue car pour être découvreur d'un astéroïde il faut l'avoir suivi suffisamment longtemps pour le retrouver plusieurs mois plus tard. A partir des mesures faites lors de la première nuit d'observation, il est possible d'extrapoler une position jusqu'à une semaine. Mais pour prétendre retrouver l'astéroïde plusieurs mois plus tards, il faut l'observer sur une durée d'environ une quarantaine de jours.

L'une des activités utile de l'observation astrométrique consiste à observer un astéroïde fraichement découvert (moins de deux mois) et de faire des mesures de sa position pour étendre la couverture des mesures à plus de 40 jours. On pourra aussi mesurer des astéroïdes qui effectuent leur deuxième ou troisième passage en opposition après leur découverte. 0 ce moment là, on aide à établir l'orbite définitive, ce qui permettra au découvreur de nommer "son" astéroïde.

Les astéroïdes du groupe de AUDE sont habituellement désignés asteraudes. On trouvera une description sommaire à:
http://www.astrosurf.com/aude/asteroides/index.htm

Christophe Demeautis tiens à jour la liste des asteraudes qu'il faut observer pour l'une des raisons indiquées ci-dessus. On trouvera cette liste et sa relation avec le générateur d'éphémrides à:
http://www.astrosurf.com/demeautis/asteraude/asteraude.htm

On pourra compléter ses connaissances en consultant le site http://www.astrosurf.com/aude au rubriques Observation: Astéroïdes et Projet MAP.

3. Les observations et l'analyse

Consulter les pages suivantes pour:

• Le pointage des télescopes
• L'acquisition des images
• Prétraiter les images
• Astrométrie avec AudeLA/Aud'ACE
  

A la sortie de ce travail, on a généré un fichier de mesures astrométriques qu'il faut envoyer au MPC.