Collaboration amateurs/pros pour la découverte d'une exoplanète

L'appel

Le 4 Janvier dernier, je recevais (avec d'autres) un message d'Alexandre Santerne, astronome français spécialisé dans les exoplanètes, invitant toutes les personnes intéressées à l'aider à observer une nouvelle exoplanète. L'objet n'ayant pas encore été découvert, il s'agissait ici de le caractériser pour annoncer cette découverte. Alexandre présentait donc les caractéristiques de l'objet :

Nous avons détecté une nouvelle planète parmi les étoiles observées par la mission K2. C'est un jupiter chaud très facile à observer depuis le sol (profondeur 20mmag) et autour d'une étoile brillante (V=12.4). De plus, elle est parfaitement visible en ce moment (proche des pléiades) depuis l'hémisphère Nord.

Une profondeur de 20mmag sur une étoile de magnitude 12.4, je me suis dit "Chouette alors !". J'ai déjà fait quelque chose de semblable. C'est un poil plus compliqué ici, mais pas tant que ça.

Quand Alexandre dit "très facile à observer depuis le sol", c'est très facile par rapport à toutes les autres exoplanètes. Des télescopes de 200mm suffisent ici pour attraper le transit.

Le prochain transit observable en Europe aura lieu la nuit du vendredi 15 janvier. Il est nécessaire d'observer toute la nuit jusqu'à 1hUT environ.

Oh joie ! Une soirée d'observation et pas de boulot le lendemain !

Si vous êtes intéressés et disponibles, merci de me contacter

Toutes les conditions étaient réunies pour que je tente l'expérience. En plus, avec toutes les améliorations qu'on avait apportées à l'observatoire de Géotopia, c'était l'occasion idéale de tester tout ça.

A noter ici la démarche tout à fait intéressante d'Alexandre, modèle de ce qui peut se faire en collaboration amateurs/professionnels en astronomie.

Ne pouvant réaliser seul les mesures qui lui auraient permis de déclarer sa découverte très rapidement, il s'adresse directement à un ensemble de personnes dont la majorité sont amateurs. Il ne tape pas complètement au hasard. Il sait que dans le lot qu'il adresse, il y a de nombreuses personnes qui sont capables de réaliser cette mesure. Mais il ne les connait pas toutes.

Et ce jour-là, un peu plus d'une vingtaine de volontaires se manifestent. 

Il n'hésite ensuite pas à partager avec les volontaires ce qui est, au moment des faits, un secret : les coordonnées de l'étoile et la date supposée du transit de l'exoplanète. A partir de là, nous formons une équipe et nous avons une mission pour laquelle il faut se préparer.

Les préparatifs

Champ autour de l'étoile cible, avec son compagnon très proche La semaine précédant le transit, je passe donc du temps à l'observatoire pour repérer le champ de l'étoile hôte, faire des tests de temps de pose et de filtre. L'étoile visée a un compagnon très serré. Idéalement il faudrait séparer les 2 étoiles pour la photométrie. Possible ? Quel temps de pose acceptable pour que le compagnon ne parasite pas l'étoile cible ? Je comprends à cette occasion que le filtre rouge de la caméra de l'observatoire ne me permettra pas de faire des mesures assez précises. Il est très loin du "Sloan r" recommandé, et filtre beaucoup trop cette bande spectrale. Je ferai donc mes poses avec le filtre clair. C'est à cette occasion également que je me rends compte qu'il y aura un retournement de monture pendant la séance d'acquisition. La dernière fois que j'avais subi un retournement pendant un transit exoplanétaire, ça m'avait valu un beau trou dans ma courbe. Il fallait donc s'y préparer mieux cette fois-ci.

Le jour J

Le Vendredi 15 Janvier, tout l'après-midi j'ai scruté les animations météo et les prévisions du soir. Les différents sites étaient mitigés pour le Nord-Pas de Calais. Un flux de Nord apportant des averses de neiges sur pas mal de régions était en action. Et la limite beau temps/averses traversait la région. Il fallait absolument que ça passe le plus à l'Est possible.

Dès 17h30, des messages tombent dans la boîte mail. L'équipe d'amateurs se met en place :

J'espere que vous avez une bonne météo, ici à Nice c'est pour l'instant c'est parfait avec une humidité faible qui j'espere va durer

Pas mal de mise au point pour la manip cette semaine, mais actuellement, il neige sur la Drôme nord.

Dans le Tarn actuellement le ciel et clair, mais les prévisions sont défavorables, avec un peu de chance ... faible humidité, vent fort 45-50 Km/h

Pour ma part, à 18h00, j'étais mitigé :

Très couvert pour l'instant dans le Nord. Certains sites météo m'annoncent des éclaircies à venir, d'autres non. Dans le doute, je prépare tout comme s'il allait faire beau. On verra bien.

Et le miracle survint !

Les nuages sont restés cantonnés à l'Est de la région. Je les voyais de chez moi à l'horizon, apportant même de la neige à 50km de l'observatoire, mais jamais ils n'ont été en mesure de parasiter cette belle soirée.

Nous savions que le transit pourrait avoir un peu d'avance sur les éphémérides partiels d'Alexandre. Et ce fut le cas. Je n'ai pas été en mesure de mesurer le début du transit malgré un nouveau record de vitesse d'installation du matériel. Merci les préparatifs des jours précédents :-)

Les acquisitions se passent bien. Je scrute attentivement chaque image. La série est bonne. J'attend le retournement de monture. Sachant qu'il ne se déclenche pas toujours tout seul, je décide de le provoquer. Hop, ni une, ni deux, réorientation de la coupole, recadrage de l'étoile cible parce qu'elle n'était plus au centre, et c'était reparti pour la suite. Je n'ai presque pas perdu de temps.

Ca roulait tellement bien que j'ai même laissé le système tourner tout seul pour aller saluer mes comparses du club astro qui étaient réunis pas loin de là depuis 21h.

En revenant à l'observatoire, tout allait bien... Certains jours, Murphy n'est pas sur mon dos.

Et vers minuit, les emails des autres observateurs recommencent à tomber :

Ici, le temps a été de la partie et je vais commencer le dépouillement. Je vous tiens au courant dans la nuit

Du côté de Buthiers 77 (TJMS) une nuit bien dégagée et une confirmation d'un transit qui a commencé plus tôt que prévu

Pas d'observation possible du coté de l'Alsace, nuages et neige au rendez-vous malheureusement.Bravo à ceux qui ont eux la chance d'observer ce transit, encore une preuve que les amateurs ont leur rôle à jouer dans la recherche scientifique !

C'est sympa de voir tous ces résultats ! Au Pic du Midi il a fait 17° et un vent jusqu'à 100Km/h...C'est la première fois que je vois autant d'observateurs sur un même phénomène, bravo à Alexandre pour l'organisation.

Je disais que Murphy m'avait évité ... c'est pas faux, mais il fallait quand même que tout ne tourne pas complètement rond. Pendant la séance d'acquisition, je me suis rendu compte que j'avais oublié ma clé USB pour ramener les images chez moi. Pas moyen de faire le dépouillement des données sur place, il me fallait donc un support pour ramener 3 Go de données à la maison. C'est moche de déployer autant de technologie pour observer une exoplanète et de se retrouver couillon à ne pas pouvoir traiter les données à cause d'une clé USB manquante :-)

J'ai finalement été secouru par Jean-Luc du club astro et après une nuit courte et une matinée (longue) à regarder mon aîné participer à un tournoi de foot, j'ai pu dépouiller mes données.

Voici la courbe qui en est sortie :

Comme prévu il manque le début du transit vers 20h15 locale (l'heure sur le graphique est en Temps Universel), mais le transit et la remontée sont bien là. La marge d'erreur sur les mesures de magnitude était voisine de 1.8 milli-magnitude, ce qui est bien suffisant pour montrer le transit.

J'ai transmis mes données à Alexandre qui a compilé tout ce qu'il avait pour sortir, ce 29 Janvier, le brouillon de sa publication sur ArXiv. Le brouillon est rendu public en même temps que la soumission à un journal à comité de lecture. Ici c'est the Astrophysical Journal.

Ainsi, tout le monde est capable de critiquer le travail effectué et de participer à l'amélioration du rapport si nécessaire.

Les participants à cette campagne, tous coauteurs de la publication, ont déjà eu l'occasion de s'exprimer sur ce papier, ce qui a permis de l'améliorer une première fois avant sa soumission. Ici encore, les professionnels partagent sans problème leurs avancées, leurs critiques, leurs interrogations et leurs conclusions avec les amateurs qui sont dans la boucle. L'impression de faire partie d'une équipe est totale.

Dans cette publication, Alexandre présente les données collectées sur cette nouvelle exoplanète, nommée EPIC211089792 b :

- son rayon : 1.19 fois celui de Jupiter

- sa période de révolution autour de son étoile : 3.25 jours

- sa masse : 3 quarts de celle de Jupiter

- ...

et toute la démarche qui a conduit à l'obtention de ces résultats. Car au final, autant que le résultat, la démarche va être examinée par les relecteurs.

Les courbes des amateurs sont compilées dans le graphique ci-contre. Des fortunes diverses en fonction de la météo, mais le fait que nous étions bien répartis sur le territoire français a grandement aidé à s'affranchir des conditions météo très incertaines ce soir-là. Il y avait également un italien et un portugais. Les résultats sont à la mesure des attentes. Pour une science qui n'existe que depuis 20 ans, être aujourd'hui à la portée de beaucoup d'amateurs est quelque chose de formidable. Ce beau succès risque fort d'amener d'autres collaborations de ce genre. La courbe en haut à gauche est celle du satellite Kepler. Elle souffre moins que les autres des turbulences atmosphériques. Mais dans l'espace, c'est un peu normal ;-) La seconde, en haut au milieu, est celle du programme de recherche d'exoplanètes super-WASP. La planète était présente dans leurs données, mais ils sont passés à côté de la découverte.

Finalement tout le monde a été très content de cette collaboration. Et l'observatoire de Géotopia participe ici à sa première vraie campagne scientifique, aux côtés de grands observatoires et observateurs français. Vivement la prochaine !
Il faut encore que je lui obtienne un code UAI et il sera totalement opérationnel pour faire de la Science !

L'Esprit Sorcier et l'astéroïde (23882) Fredcourant

Découvert le 22 Septembre 1998 par le programme ODAS (OCA-DLR Asteroid Survey), l'astéroïde (23882) Fredcourant a tout d'abord porté le nom "1998 SC12". C'était en fait la redécouverte de 2 astéroïdes précédemment découverts (1991 GT3 et 1987 SF8) et correspondant, après vérification, à un seul et même objet.
ODAS était un programme de recherche de NEO (Near Earth Objects) européen, et cet astéroïde fut découvert à l'Observatoire de la Cote-d'Azur (OCA), à Caussols. Ce n'est par contre pas un NEO, mais un astéroïde de la ceinture principale, qui orbite entre Mars et Jupiter.
Après avoir reconstruit l'orbite de cet astéroïde, les astronomes sont remontés dans les archives jusqu'au 22 Mai 1955 pour retrouver des apparitions de 23882FC dans des images du Mont Palomar. Bien que photographié à cette époque, son mouvement n'avait pas été remarqué.



Le 20 mai 2008, une circulaire du Minor Planet Center (l'organisme qui gère la découverte, le calcul des orbites et le nommage des astéroïdes) publie le MPC 62929 qui valide le nommage définitif de plusieurs astéroïdes, dont les fameux Fredcourant, Gourmaud et Quindou.
Les 3 animateurs de "C'est pas sorcier" se retrouvent propulsés dans le ciel :-)

Le document est disponible ICI et ça se trouve à la page 99.


Hier soir, j'ai pris un peu de temps pour faire une animation du mouvement de 23882FC. C'est la période favorable pour l'observer car il approche de l'opposition.

Voici une carte du système solaire interne datant de ce 19 Janvier 2016 avec les positions relatives de 23882FC et quelques planètes. Notez l'alignement Soleil-Terre-23882FC, signe que l'astéroïde se trouve quasiment au plus près de la Terre.

Vue 3D du système solaire interne avec 23882FC. Simulation sur le site http://www.minorplanetcenter.net/

Comme la Terre et 23882FC ne tournent pas à la même vitesse autour du Soleil, la distance qui les sépare change en permanence. Parfois ils sont du même côté du Soleil (l'opposition), parfois le Soleil se trouve entre les deux et la distance qui les sépare est alors maximale.

J'ai reconstitué sur le graphique ci-dessous l'évolution de la magnitude de 23882FC (son éclat dans le ciel) au fil du temps. Le nombre sur l'axe des ordonnées représente cet éclat. Plus le nombre est grand et plus l'objet est faible. Un écart de 5 sur cette axe correspond à un rapport d'éclat de 100 fois. La magnitude 19 est 100 fois moins brillante que la magnitude 14 (par exemple).
On en déduit donc qu'en moyenne, 23882FC est 100 fois moins brillant que Pluton dans le ciel (la ligne verte)... Ce n'est pas beaucoup.

Début 2016, l'astéroïde passe sous la barre de la magnitude 19, et il m'est donc possible de le shooter sans trop de difficultés.

Voici donc l'animation du mouvement de 23882FC la nuit dernière. Il s'agit du point qui se déplace au centre de l'image en diagonale. Il se trouve qu'il y a un autre astéroïde dans cette animation. Son nom est 2003 SY70 et il se déplace horizontalement de gauche à droite, en bas à droite de l'animation.

Astéroïde (23882) Fredcourant se baladant au centre de l'image. Crédit image : E. Conseil & Slooh

Le télescope utilisé pour prendre ces images est le même que celui avec lequel je chasse les supernovae et les novae : Un diamètre de 432mm pour une focale de près de 3 mètres, situé aux Canaries et piloté depuis la maison via le site Slooh.com.

Si j'ai voulu aller voir cet astéroïde hier soir (en fait ça fait 6 mois que j'essaye de le choper), c'est parce que depuis quelques mois, j'ai mon passeport de résident de l'astéroïde 23882FC, délivré par l'équipe de l'Esprit Sorcier. 

L'Esprit Sorcier, c'est Fred (de "C'est pas sorcier") qui revient sur le web pour partager à nouveau les Sciences avec le public sous une nouvelle forme, mais toujours avec l'esprit "Sorcier" d'antan. En gros, c'est "C'est pas sorcier", mais sur le web.

J'ai découvert l'Esprit Sorcier via Kiss Kiss Bank Bank, une plateforme de financement participatif sur laquelle l'équipe venait demander l'aide financière du public pour lancer son projet.

En tant que vulgarisateur de la "chose scientifique", et de l'astronomie en particulier, les émissions de Fred et Jamy étaient pour moi un enchantement de chaque semaine. Jamais une émission scientifique n'avait aussi bien fonctionné à la télévision et la voir quitter le PAF il y a quelques années m'a attristé.

J'aurais tant aimé que mes enfants puissent disposer, à leur tour, d'un tel trésor. Bien sûr il reste les DVD, mais quid des nouveaux savoirs ? Qui pour les leur enseigner ?

Alors quand j'ai vu que l'émission tentait un retour sur le web, je n'ai pas hésité longtemps à apporter ma petite contribution. Et comme 3805 autres personnes ont eu la même idée, l'équipe a obtenu beaucoup plus qu'elle n'espérait et a pu lancer le site http://www.lespritsorcier.org/ à l'automne dernier.

Les émissions sont désormais disponibles en ligne et la liste des dossiers ne cesse de s'étoffer. L'air, le climat, les astéroïdes, ... on en apprend toutes les semaines !

D'ailleurs, ne manquez pas le dossier du moment sur l'Esprit Sorcier. Il traite, oh hasard, des astéroïdes et des comètes :-)

Festival de novae

Après quelques pérégrinations pour obtenir un spectre pour ma nova dans M33, le job a finalement été réalisé par le Liverpool Telescope installé aux Canaries.
C'est donc bien une nova classique, de classe spectrale Fe II. Il n'y a pas beaucoup de documentation sur les différents types de novae, mais j'ai trouvé ce document (en anglais) qui résume assez bien la spectroscopie de novae. Mais pour un document en français, je crois qu'il faudra repasser plus tard :-)

Une belle image de la nova M33 2015-12b en couleur est apparue sur le web, ici : https://www.flickr.com/photos/snimages/23809897120/ 
Markus Bütikofer a quelques autres belles images à son actif.


Pas encore remis de cette nova que j'en ai trouvé une autre le 11/01 dans M31 cette fois-ci. Toute faible, à magnitude 18, elle a échappé aux nombreux chasseurs de novae dans M31. Peut-être cuvaient-ils encore après les fêtes ;-)

A l'emplacement indiqué, il n'y avait rien du tout auparavant :

Après un instant d'hésitation sur "où poster cette découverte ?" car le protocole a changé au 1er Janvier 2016 pour les supernovae, j'ai finalement écrit le rapport côté TOCP : http://www.cbat.eps.harvard.edu/unconf/followups/J00422184+4102035.html

Temps pourri depuis lors aux Canaries, objet inaccessible depuis le Chili, et mauvais temps din ch'Nord font que je n'en ai qu'une seule série d'images 3 jours après la découverte. Mais elle est encore là pour quelques semaines, ça viendra.

Avec 3 objets découverts en 3 mois, c'est une belle période pour moi qui tranche avec les 18 mois de disette précédents. Et pourtant la méthode de recherche n'a pas changé entre-temps. Y'a des périodes comme ça...

Ma nova sur le web

Quand je fais des découvertes avec des acteurs francophones, il y a bien quelques articles qui peuvent traîner de ci de là sur Internet, mais ces découvertes restent à leur place. C'est-à-dire des découvertes standards comme en font tous les jours ceux dont c'est la passion ou le métier.
Mais le site qui loue le télescope que j'ai utilisé, lui, le voit différemment. C'est une occasion de faire parler de lui, et de montrer que ses télescopes sont de première qualité. Ce qui est vrai, soit dit en passant.

Alors quand des anglophones prennent en charge l'une de mes découvertes, c'est impressionnant de voir à quel point elles prennent des proportions invraisemblables. C'était déjà le cas pour ma première supernova. Ça l'est presque plus depuis quelques jours avec ma dernière découverte.

Ma nova dans M33 vient de s'étaler au monde dans d'innombrables articles (ou recopies d'articles) avec, pour ceux qui ont recopié l'article du Business Insider, le terme "intriguing" qui lui est accolé.
Euh ... cette nova serait donc intrigante ? Bien sûr que non ! Mais il faut croire que c'est plus vendeur.
Et la trouver sur le Business Insider... ça me laisse coi.

Source : http://uk.businessinsider.com/christmas-day-new-star-discovered-2015-12

En fait, ce qui semble remuer tout le monde, c'est qu'elle soit apparue le jour de Noël. Pour le coup, c'est vrai. Et je me prénomme Emmanuel, prénom par lequel le messie est annoncé dans l'Ancien Testament, alors certains y voient des signes.
Un parallèle hasardeux avec l'étoile de Bethléem est rapidement fait ("Although no three kings were present"). Et voilà que les rois mages s'immiscent en tête de l'article pour transformer cette découverte en joli conte de Noël. Un peu too much.
Pour le reste, ces articles sont plutôt bien fichus et renseignent sur ce qu'est une nova. Y'a pas de mal quand il s'agit d'apprendre des choses.
Mais si vous cherchez cette étoile dans le ciel, il vous faudra bien plus que des yeux de rois mages. Pas du tout visible à l'oeil nu, elle est 15 fois moins brillante que la planète Pluton, laquelle est 4000 fois trop faible pour vos yeux.

Vu qu'on a découvert en 2015 plus de 3000 (super)novae, quoi de plus commun que d'en trouver le 25 Décembre ? Après tout, l'Univers se moque pas mal de notre calendrier grégorien.
Et des nouvelles étoiles apparues le 25/12, il y en a eu 2 autres, dont une supernova découverte par Stu Parker, également astronome amateur.

Les phrases qui me sont associées dans l'article ne proviennent pas d'une interview, mais d'un post de blog que j'ai écrit sur le site de Slooh, réservé aux membres, et dans lequel je décrivais ma découverte. Et le mot "intriguing" est une pure invention de Business Insider.

Alors faut-il enrober une découverte d'un tas de fioritures pour rendre la Science accessible au plus grand nombre ? Des fois je me pose la question...
A part le "intriguing" qui n'a rien à faire dans ces articles, il faut dire que le reste fait plutôt plaisir. Je reçois des félicitations d'un peu partout, de gens qui me disent que je suis un exemple pour la jeunesse (Oulà !), ou qu'ils voudraient bien s'essayer aussi à la recherche de supernovae.

Un show dédié à cette nova a eu lieu la semaine dernière, visible ici : http://live.slooh.com/stadium/live/new-star-arrives-on-christmas
Je n'ai pas pu m'y joindre car prévenu le jour-même et pas libre, mais il y en aura un autre Mardi 05 Janvier à 20h30 TU (donc 21h30 en France) où je serai présent.


Alors voilà, y'en a partout sur le web maintenant. Ça fait plaisir c'est sûr, mais c'est quand même beaucoup pour pas grand chose.
En vrac, voici quelques sites qui reprennent l'info :

• par exemple sur IFLScience : http://www.iflscience.com/space/watch-live-footage-new-exploding-star-found-christmas-day

• Un site d'infos américain : http://www.krmg.com/news/news/local/man-spots-new-star-christmas-day/nptRG/

• Science Burger (lol) : http://scienceburger.com/a-new-exploding-star-was-discovered-on-christmas

• New Universe Daily : http://newuniversedaily.com/2015/12/30/new-exploding-star-discovered-on-christmas-day/
• Même des sites de conspirationnistes, auxquels je ne ferai pas le plaisir d'ajouter un lien vers leur site sur le mien, se demandent ce que peut bien signifier cette découverte pour l'humanité :-)