Léonides 1999



Introduction

Les léonides sont des étoiles filantes dont le radian (la direction apparente) semble provenir de la constellation du Lion, d'où leur nom. Les étoiles filantes ne sont que les traces lumineuses laissées par des petits grains de matière rentrant dans notre atmosphère. Et ces grains proviennent de la sublimation d'un noyau cométaire lorsque celui-ci subit un rayonnement solaire trop intense. Une comète perd ainsi à chaque révolution une partie de son contenu, permettant ainsi les merveilleuses observations astronomiques que nous connaissons.

Celles-ci ont par conséquent une durée de vie assez limitée qui dépend de leur vitesse d'évaporation. Certains astéroides ne sont en fait que de vieilles comètes... Dans le cas des léonides, la comète parente est Tempel-Tuttle dont la période de révolution autour du Soleil est de 33 ans. La Terre rencontre l'orbite de ces particules qui vont s'enflammer lors de leur rentrée dans notre atmosphère. Sur la Lune, dénuée de tout bouclier protecteur, les grains peuvent percuter directement la surface lunaire et provoquer ainsi des flash lumineux visibles de la Terre.

Un autre essaim plus connu se nomme les Perséides dans la constellation de ... Persée qui donnent un maximum vers le 10 aout. L'intensité d'une pluie d'étoiles filantes reflète donc la densité en particules de l'essaim (de son age et de la stabilité de son orbite) ainsi que de la trajectoire de collision entre l'orbite de l'essaim et l'orbite de la Terre.

Peu après son passage, la comète a donc libéré de grandes quantités de grains et ainsi renouvelle l'essaim précédent ou en constitue un autre si son orbite a été modifiée entre temps. Les périodes favorables à l'observation de pluies d'étoiles filantes sont donc les années qui suivent le passage de la comète autour du Soleil. Tempel-Tuttle est passée à son périhélie en 1997 et on s'attend donc à une activité plus intense lors de ces 5 prochaines années lorsque la Terre traversera ces nouveaux grains de poussières disseminés sur son chemin.


L'orbite de la comète Tempel-Tuttle, incliné sur l'écliptique, traverse le plan de la Terre en un endroit ce qui explique pourquoi nous n'observons qu'un essaim par an.

Les prédictions

Depuis la découverte au 19 ème siécle que les Léonides n'étaient en fait que des étoiles filantes récurrentes, capable de véritables averses de météores, les astronomes n'ont pas été particulièrement heureux dans leurs prédictions. Après les très intenses pluies d'étoiles filantes de 1833 et 1866, les prédictions pour 1899 et 1933 se sont révelées complétement erronées. La prédiction suivante pour 1966 n'annonçait guère qu'une pluie possible d'étoiles filantes alors qu'il s'agissait d'une véritable tempête se classant parmi les plus intenses que l'on connaisse.

Au début des années 80, des recherches sur la trajectoire de la comète responsable des Léonides montrèrent l'importance des effets de Jupiter sur les prédictions. Les lacunes des précédentes pluies s'expliquèrent par la modification de la trajectoire de la comète qui ainsi ne passait plus guère à proximité de l'orbite de la Terre. De plus, le changement d'orbite qu'avait de nouveau subit la comète en 1965 à son passage près du Soleil avait permis de retrouver une configuration ou l'essaim de poussières issues de la comète se retrouvait de nouveau au niveau de l'orbite terrestre. La tempête de 1966 s'explique donc finalement par un retour sur une orbite plus compatible avec celle de la Terre.

De nombreux astronomes se sont essayés à des prédictions pour le retour tant attendu en 1998. Donald K. Yeomans (JPL), après de nombreuses études sur la trajectoire de la comète, avait prédit un maximum météoritique pour le 17 novembre 1998 à 19 h 43 TU avec des taux de 200 à 5000. Peter Brown, de son côté, bien qu'étant d'accord sur l'heure du maximum fut plus optimiste en pronostiquant un nombre bien plus élevé d'étoiles filantes situé entre 1000 et 9000. Mais le passage de 1998 étonna tout le monde. Au lieu d'une averse attendue, seules quelques 250 étoiles filantes par heure furent observées. Et pour ne rien arranger, ce maximum a eu lieu quelques 16 heures avant le maximum prédit. Autant dire que de nombreuses personnes ont loupé l'événement en 1998.

L'échec de la prédiction de 1998 incita d'autres astronomes à aborder des approches différentes pour leur modèle. Parmi ceux-ci , David J. Asher (UK) et Robert H. McNaught (Australia) construisirent un modèle d'essaims sous forme de filaments, chacun d'entre eux symbolisant un passage de la comète autour du Soleil. Ils comparèrent les résultats de leur modèle avec les observations et trouvèrent une excellente corrélation aussi bien dans le taux qu'au niveau de l'heure du maximum avec une marge d'incertitude de 10 minutes seulement. La meilleure preuve de réussite leur apparu lorsqu'ils se mirent à rechercher des observations correpondant à l'année 1869. En effet, leur modèle indiquait une année avec un taux plus important et en effet des personnes situées dans l'océan indien avaient pu voir une activité plus forte et ceci avec une différence de moins de 5 minutes sur le modèle théorique ! Asher et McNaught ont ensuite utilisé leur modèle pour prédire les observations des années 1999 à 2002. Voici les résultats :

Date (TU) ZHR estimé Lieu
18 Novembre 1999 - 2 h 08 1500 Europe, Asie, Afrique
18 Novembre 2000 - 3 h 44 100 - 5000 ? Europe, Afrique
18 Novembre 2000 - 7 h 51 100 - 5000 Est des U.S.A et du Canada, Atlantique
18 Novembre 2001 - 10 h 01 2500 ? Amériques
18 Novembre 2001 - 18 h 19 10000 - 35000 Asie, Pacifique Ouest, Australie
18 Novembre 2002 - 10 h 36 25000 Amériques

Les Léonides 1999

A ce jour, de nombreux observateurs à travers le monde ont pu voir le phénomène. Le dépouillement de ces données indique clairement la validité du modèle de Asher / McNaught. Le maximum de l'activité de l'essaim s'est produit vers 2 h 08 en accord avec les prédictions. L'intensité de l'averse météoritique a cependant été quelque peu sous évaluée puisque le modèle donnait une valeur de 1500 pour une valeur observée de l'ordre de 5400.

Une analyse de la courbe montrent 2 maxima, le premier séparé de seulement quinze minutes avant le maximum. Un pic secondaire est également apparu sur de nombreux graphes d'autres observateurs, indiquant donc une inhomogénéité dans l'essaim de particules.
Nos observations se sont déroulées dans le desert de Mauritanie entre Chinguetti et Ouadane. Les conditions météorologiques étaient très bonnes malgrè un faible voile à l'horizon puique les nuages ont bien voulu évacuer le champs des opérations une heure avant le début du spectacle. La Lune a cependant constitué une gêne jusqu'à son coucher. Nous étions 6 observateurs se répartissant chacun une zone du ciel. Le comptage s'est effectué d'une manière quelque peu improvisée puisque nous nous sommes contentés d'énumérer à haute voix le nombre de météores visibles. Les doublons ont été retirés du comptage lorsque deux observateurs pointaient vers le même objet.

Temps (depuis 1 h 15 TU) Nombre d'étoiles filantes
5 8
10 8
15 13
20 14
25 24
30 49
35 66
40 70
45 102
50 141
55 126
60 125
65 112
70 124
75 94
80 103
85 100
96 66
106 58


Comment calculer le ZHR ?

ZHR = n * r^(6.5-LM) * F / (Teff * sin(hR) )

  • where n is the number of Leonids
  • r is the population index, usually a value between 2.0 and 3.0. The population index has to be derived from the magnitude distributions of the meteors. You might assume 2.0 for a first attempt, a typical major-shower value.
  • LM is the stellar limiting magnitude during you observation (sky quality),
  • F is a possible field or cloud correction (if you had obstructions),
  • Teff is the effective observing time, that is (end - beginning time) minus possible dead time for recording.
  • hR is the radiant elevation of the Leonid radiant.


Aucune mesure sur la magnitude, la répartition, la couleur et le type de météores n'a été effectuée. Seuls deux bolides ont particulièrement retenu notre attention par leur explosion, leur flash important et leur trace rémanente dans le ciel.

Le modèle de Ash / McNaught

Celui-ci introduit la notion de filaments associés à chacune des orbites de la comète parente. Les jeux des perturbations successives de Jupiter et les résonances associées à cette même planéte permettent d'expliquer la précision de la prédiction. La Terre a donc traversé ce 18 novembre non pas le dernier essaim de poussières laissé par la comète mais plutôt une vieille trainée qui a déjà effectué trois révolutions autour du Soleil. Cet essaim de particules se trouvent confiner sur une orbite stable et les grains de poussières ont tendance à rester sur cette même orbite.

La trajectoire de la Terre croise l'essaim de particules disséminées par Tempel-Tuttle en 1899 soit après 3 révolutions. Les autres essains ne sont pas situés sur une trajectoire de collision cette année. Tempel-Tuttle, la responsable des Léonides, observée lors de son dernier passage en 1997.

Commentaire

Sans être exceptionnelle, l'averse météoritique de cette année méritait une certaine attention. Pour la première fois en effet, un modèle a prédit avec une excellente précision la date du maximum d'activité. L'aspect trajectoire de la modèlisation semble donc être au point. Quant à l'aspect intensité, il est nettement plus difficile d'en effectuer une estimation précise. En effet, les particules issues de la comète parente subissent de nombreuses forces qui peuvent les disséminer sur des orbites différentes. Certaines orbites dites de résonance peuvent contenir un nombre de poussières nettement plus élevé en bloquant la dispersion des grains. Mais non seulement le taux de fuite est difficile à calculer mais aussi la valeur initiale de grains libérés par la comète. Celles-ci sont sujettes à des éruptions imprévisibles qui peuvent former plus tard de véritables grumeaux dans l'essaim constitué et ainsi provoquer bien des années plus tard une tempête d'étoiles filantes comme celles observées en 1966. Ces éruptions provoquent des changements d'orbite et ne sont pas liés à des forces gravitationnelles, d'où la difficulté de modélisation.

Site Web

  • IMO : International Meteor Organization

  • Armagh observatory

  • Liens sur les Leonides

  • Les leonides de 1833 à nos jours