Passage de V

1
Passage de Vénusdevant le Soleil

• De lhistoire à lobservation en juin 2004.

les observations passées, comprendre le
phénomène, pistes pédagogiques préparation à
l observation
2
Premières observations du passage de Vénus devant
le Soleil

• 1629 - première publication de Képler des dates
  des deux prochains passages
• Mercure, le 7 novembre 1631
• Vénus, le 6 décembre 1631.

Képler ne fit aucun lien entre l'observation de
ce phénomène et la mesure éventuelle de la
distance Terre-Soleil.
1631 - Gassendi observe le premier,
scientifiquement, un passage planétaire. Il
montra que le passage s'était produit 4 heures 49
minutes et 30 secondes en avance sur les
estimations de Képler (mise en évidence de
limprécision des Tables Rudolphines).
3
Le Révérend Jeremiah Horrox (1619-1641) prédit un
autre passage de Vénus pour 1639.
Il utilisa une lunette pour former une image
nette du disque solaire.
Il déduisit
- diamètre angulaire de Vénus lt 1 minute d'arc
- avec quelque hypothèse calcule une parallaxe du
Soleil (lt14") correspondant à une distance
Terre-Soleil de14700 rayons terrestres.
Il rectifie la position des nœuds de Vénus.
4
(No Transcript)
5
Premières observations du passage de Vénus devant
le Soleil
6
Premières observations du passage de Vénus devant
le Soleil
Nécessité de lieux d observations très éloignés,
d observations préparatoires (détermination de
la latitude et de la longitude du lieu).
Halley espère une détermination de la parallaxe
solaire à 1/500ème près...
1691-1716 - E. Halley, dans ses publications
relatives aux passages planétaires de 1691 à
1716, jeta les bases d'une campagne
d'observations des futurs passages de Vénus, en
1761 et 1769, pour la détermination de la
distance Terre-Soleil.
7
1761 et 1769  la mobilisation scientifique
A cette époque, le mécanisme des mouvements
planétaires est parfaitement compris grâce à
Newton, mais il manque encore une évaluation
précise des dimensions du système solaire.
Pour la première fois fut organisée, sur une base
mondiale, avec une préparation sur plusieurs
dizaines d'années, une campagne d'observations
systématiques d'un phénomène astronomique.
Passage de 1761  62 lieux dobservation
différents et 120 observateurs répartis sur tout
le globe. Passage de 1769  77 stations et 151
observations professionnelles . (69 observations
faites par des anglais sur des sites distincts,
34 par les français)
J.N. Delisle orchestre, d'une manière
non-officielle, des observations sans précédent,
mais il meurt en 1768. Lalande continue son
travail.
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1761 et 1769  la mobilisation scientifique
Choix des stations dobservation en fonction

• des conditions de visibilité

• des conditions météorologiques

• d'une bonne connaissance de leurs coordonnées
  géographiques.

Lalande publie cette mappemonde en succèdant
comme chef dorchestre à Delisle qui meurt en
1768.
Cette carte est diffusée à plus dune centaine de
correspondants dans le monde.
9
1761 et 1769  la mobilisation scientifique
Les circonstances 
Guerre mondiale depuis déjà quatre années, pour
la maîtrise des mers et des routes commerciales
avec les pays d'outre-mer (Guerre de sept ans).
Une trêve a lieu cependant avec la Couronne
britannique pour ce qui concernait ces
observations.
10
Passage de 1761
Astronomes français et alliés envoyés par
l Académie Royale des Sciences (Paris)

• C-F Cassini (1714-1784) Vienne avec l archiduc
  Joseph

• Abbé J.C. dAuteroche (1728-1769) Tobolsk en
  Sibérie avec l impératrice

• A.G. Pingré (1711-1796) lîle Rodrigues (nord
  Madagascar)

• J-J Lefrançois de Lalande(1732-1807) Luxembourg

• Le Gentil de La Galaisière (1725-1792) Pondichéry
  
• voyage interrompu car Pondichéry tomba aux mains
  des anglais et il se réfugia dans lîle de France
  (île Maurice) en attendant le passage suivant...

11
Auteroche
Cassini
Lalande
Le Gentil
Pingré
12
Passage de 1761
Astronomes anglais envoyés par la Royal Society

• Maskelyne Sainte-Hélène (mauvais temps)

• C. Mason, J.Bradley, J. Dixon Cap à défaut de
  Bencoolen (Sumata)
• tombé aux mains des français.

• J.Winthrop Saint-John (Terre-Neuve) , observa
  le dernier contact du passage au milieu de
  milliards dinsectes.

Autres lieux dobservation 
Hell à Vienne Munck à Middelbourg Wargentin à
Stockholm Lulofs à Leiden Horrebow à Copenhague
Klinkenberg à la Haye Zanotti à Bologne De
Almeida à Porto Mohr à Batavia (Jakarta)
13
Auteroche
Cassini
Lalande
Winthrop
Maskelyne
Mason, Bradley, Dixon
Le Gentil
Pingré
14
Bilan  des résultats assez décevants dus à une
mauvaise connaissance des longitudes des lieux
dobservation et au phénomène de la goutte noire.
15
Passage de 1769
Amélioration des méthodes
Lalande organise les observations des astronomes
français.

• Le Gentil resté à madagascar se rendit à
  Manille puis Pondichéry nuage fatal qui le
  priva d observations !

• Chappe, Pauly, Noël, Dubois sur la côte ouest du
  Mexique (succès des observations mais
  épidémie de typhus !

• Pingré et le Comte de Fleurieu au Cap François
  à Saint-Domingue avec mission de tester les
  horloges marines de Berthoud.

16
Chappe
Le Gentil
Pingré Fleurieu
17
Passage de 1769
Amélioration des méthodes
En Angleterre l'observation du passage de 1769
fut activement préparée.

• Dymond et Wales à Fort Churchill dans la Baie
  d'Hudson

• Le père Maximilen Hell, à Vardö (île de la
  péninsule scandinave), assisté de l'astronome
  danois C. Horrebow et dun jeune botaniste
  Borgrewing.

• Charles Green et James Cook à Tahiti découverte
  2 ans auparavant par Wallis .

• Bayley au Cap Nord

• Dixon dans l'île norvégienne d'Hammerfest.

• Mason Cavan (Irlande)

• Winthrop Cambridge (Massachussets)

• 90 observations dans les colonies britanniques
  américaines sous l impulsion de Winthrop.

Autres observations en Russie à l invitation de
la tsarine Catherine II.
18
Hell
Bayley Dixon
Dymond Wales
Chappe
Le Gentil
Pingré Fleurieu
Green Cook
19
Bilan 
Pas de détermination définitive de la parallaxe
solaire (entre 8,43" et 8,80").
Nombreuses victimes (expédition de Chappe au
Mexique et voyage de Cook).
Observations dans d'autres domaines botanique,
géographique, ethnographique...
20
Entre deux passages
En attendant les passages suivants (1874 et 1882)
les données sont, à de nombreuses reprises,
réexaminées et analysées par des méthodes
différentes.
Dionis (8,85"), Encke (8,57"), Ferrer (8,58"),
Powalky (8,86")
Dautres observations ont lieu oppositions
favorables de Mars, Stone (8,93") Winenoke (8,96")
Autres méthodes
Vitesse de la lumière Foucault (8,86") Variation
de l équation solaire Le Verrier
(8,95") Variation de l équation lunaire (Laplace
?) (8,92")
21
Le Passage de Vénus de 1874
Analyse approfondie des transits précédents
Progrès considérables des techniques
d'observations
Invention de la photographie et son utilisation
en astronomie
Observations depuis les terres australes, depuis
la Chine, le Japon
22
Le Passage de Vénus de 1874
La France, à peine remise de la guerre de
1870-1871, envoya six missions, trois dans
l'hémisphère boréal et trois dans l'hémisphère
austral

• Héraud à Saïgon

• Jean-Jacques-Anatole Bouquet de la Grye (1827- )
  sur l'île Campbell

• Le commandement Ernest Mouchez (1821/1892) sur
  l'île Saint-Paul

• André à Nouméa, Nouvelle-Calédonie

• Le lieutenant de vaisseau Fleuriais, auquel est
  adjoint le lieutenant de vaisseau Blarez, observa
  de Pékin

• Jules Janssen (1824-1907), directeur de
  l'Observatoire de Meudon, s'installa à Yokohama,
  en compagnie de Félix Tisserand, directeur de
  l'Observatoire de Toulouse.

23
Héraud
Fleuriais Blarez
Janssen Tisserand
Bouquet de la Grye
Mouchez
André
24
Le Passage de Vénus de 1874
Les missions étrangères

• L'Angleterre envoya des observateurs aux Indes,
  en Egypte (Alexandrie), en Perse, en Syrie, en
  Chine, au Japon, au Cap de Bonne-Espérance, en
  Australie, en Tasmanie, à Java et aux îles
  Sandwich (actuellement larchipel d'Hawaii).

• Les Américains s'installèrent en Sibérie, en
  Chine, au Japon, en Nouvelle-Zélande, aux îles
  Chatam et Kerguelen, et en Tasmanie.

• L'Italie délégua quatre observateurs au Bengale.

• L'Allemagne était présente en Perse, en Egypte,
  en Chine, en Nouvelle-Zélande, aux îles Auckland,
  Kerguelen et Maurice.

• La Russie avait échelonné ses astronomes tout le
  long de son immense territoire, de la Sibérie
  jusqu'au détroit de Behring.

25
Héraud
Fleuriais Blarez
Janssen Tisserand
Bouquet de la Grye
Mouchez
André
26
(No Transcript)
27
Passage de 1874
Apport de lenregistrement photographique. Observa
tions depuis les terres australes, depuis la
Chine, le Japon
28
Janssen avait mis au point, un revolver
photographique.

• "revolver astronomique" se compose de deux
  disques
• le premier comporte une émulsion photographique
  sensible
• le deuxième placé devant le premier est percé de
  fentes et tourne
• mécanisme d'horlogeriepour prendre des images
  d'une manière intermittente
• le tout étant relié à loculaire d'un télescope.

Il obtient ainsi un film de 48 photographies sur
une plaque daguerréotype circulaire.
29
Le Passage de Vénus de 1874
La comparaison de toutes les observations faites
pendant le transit de 1874 a permis de déterminer
une parallaxe solaire de 8"85.
30
Le Passage de Vénus de 1882
Principale technique dobservation  la
photographie.
Véritable regain dintérêt populaire.
Intérêt mitigé de la communauté astronomique
internationale (Russie, Autriche absentes) mais
le passage de 1882 sera également l'occasion de
nombreuses expéditions.
Le passage fut visible depuis l'Amérique du Sud.
Progrès technique de lenregistrement
photographique  1700 clichés.
31
Le Passage de Vénus de 1882
Les français organisèrent dix missions

• une mission à l'île d'Haïti (Callandreau)

• une au Mexique (Bouquet de la Grye)

• une à la Martinique (Tisserand, Bigourdan,
  Puiseux)

• une en Floride (Colonel Perrier)

• une à Santa-Cruz de Patagonie (Capitaine de
  Frégate Fleuriais)

• une au Chili (Lieutenant de vaisseau de
  Bernardières)

• une à Chubut (Hatt)

• une au Rio-Negro (Perrotin, le directeur de
  l'observatoire de Nice)

• une au Cap Horn (Lieutenant de vaisseau
  Courcelle-Seneuil)

• une à Bragado (Lieutenant de vaisseau Perrin).

32
Bouquet de la Grye
Callandreau
Perrier
Tisserand, Bigourdan, Puiseux
Perrotin
Bernardières
Fleuriais
Perrin
Hatt
Courcelle-Seneuil
33
Le Passage de Vénus de 1882
Le US Naval Observatory envoya huit expéditions à
travers le monde pour observer le passage.
34
(No Transcript)
35
(No Transcript)
36
Le groupe de l expédition de Newcomb de 1874
37
Passage de 1882
Autres études associées 
Aux îles Sandwich, en 1882, les allemands
s'installèrent à Royal Bay dans le cadre de la
première année géophysique internationale. Une
station similaire fut installée par des français
dans la baie Orange près du Cap Horn.
Le même jour, ces deux stations enregistrèrent
des oscillations étranges de la marée. Ils surent
plus tard que c'était une onde de choc provoquée
par l'explosion du volcan Krakatoa en Indonésie
le 27 août 1883!
38
La dispersion des résultats des observations
après réduction est scientifiquement inacceptable.
Toutefois Newcomb obtint avec les passages de
1874 et 1882 une valeur de la parallaxe solaire
avec une précision de lordre du centième de
seconde d arc  8,79 en 1891
39
L'après passages
Par la suite d'autres méthodes furent utilisées
pour obtenir cette parallaxe solaire

• l'observation astrométrique directe de Mars

• l'aberration de la lumière

• le passage de l'astéroïde Eros dans les parages
  de la Terre en 1941  8,790"

• l'observation radar a, depuis, remplacé les
  mesures de parallaxes
• mesure Radar, NASA, 1990  8,79415"

40
La parallaxe des astéroïdes
Retour à l'observation d'astres observables la
nuit lors de leur passage au plus proche de la
Terre.
Mars dans les oppositions favorables (comme en
2003)
Petites planètes dont les trajectoires sont bien
déterminées
Objet Position Distance minimale Parallaxe Vénus
conjonction 0,277 ua 31 " Mars opposition au
périhélie 0,330 ua 27 " Eros opposition au
périhélie 0,150 ua 60 "
Précurseur Galle en 1875, astéroïde Flora.
41
La parallaxe des astéroïdes
Eros
Découvert en 1898 Orbite assez excentrée e0,223,
i10,8, a 1,45 ua, P 1,76 ans Dimensions
33x13 km Plusieurs campagnes d'observation 1900
(Hinks), 1941 ()
Résultat parallaxe solaire 8.798"/-0.001"
42
Asteroid 2000 QW7
Observations simultanées le 6 septembre 2000, à
4h34 TU
RIT Observatory (Rochester, New York) latitude
43.0747 Nord longitude 77.6644 Ouest
Michelson Observatory (Annapolis,
Maryland) longitude 76.49 Ouest latitude ??
Nord.
AD 014046 Déc -034426 (J2000).
43
Asteroid 2000 QW7
Observations simultanées le 6 septembre 2000, à
4h34 TU
RIT Observatory (Rochester, New York) latitude
43.0747 Nord longitude 77.6644 Ouest
Michelson Observatory (Annapolis,
Maryland) longitude 76.49 Ouest latitude ??
Nord.
AD 014046 Déc -034426 (J2000).
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Asteroid 2000 QW7
Observations simultanées le 6 septembre 2000, à
4h34 TU
RIT Observatory (Rochester, New York) latitude
43.0747 Nord longitude 77.6644 Ouest
Michelson Observatory (Annapolis,
Maryland) longitude 76.49 Ouest latitude ??
Nord.
AD 014046 Déc -034426 (J2000).
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L'ère actuelle
Dans le monde scientifique, la vitesse de la
lumière sert à définir l'unité de distance.
Il en est de même pour l'unité astronomique
46
Les distances par écho radar
Détermination radar
On mesure un temps, et déduit une distance.
Puis on en déduit la parallaxe
8.794148" /- 0.000007"
Valeur adoptée actuellement par l'UAI
47
Les parallaxes trigonométriques du Soleil au
cours des âges
XVII et XVIIIèmes siècles
Observation Date Méthode Parallaxe Distance
moyenne (Erreur ) Cassini et al
. 1672 parallaxe méridienne de Mars 9.5 140 000
000 Flamsteed 1672 parallaxe méridienne de Mars
10 131 500,000 Picard 1672 parallaxe de
Mars 20 66 000 000 Lalande 1771 (1769) passage de
Vénus 8.55 à 8.63 153 800 000 à 152
400,000 Pingré 1772 (1769) passage de Vénus
8.80 149 484 000 à 149 598 000
48
Les parallaxes trigonométriques du Soleil au
cours des âges
XIXème siècle
Observation Date Méthode Parallaxe Distance
moyenne (Erreur ) Encke 1824 passages de
Vénus 8.5776 153 290 000 Gilliss Gould
1856 parallaxe méridienne de Mars
8.495 Hall 1865 parallaxe méridienne de Mars
8.842 Newcomb 1867 parallaxe méridienne de Mars
8.855 Todd 1881 passages de Vénus (1874) 8.883
(0.034) Proctor 1882 passages de Vénus 8.80 149
484 000 Obrecht 1885 passages de Vénus
(1874) 8.81 (0.06) Harkness 1889 passages de
Vénus (1882) 8.842 (0.0118) 148 792 000 (198
600) Newcomb 1891 passages du 18ème siècles 8.79
(.051) Harkness 1894 système des constantes
8.809 (.00567) 149 343 000 (96
100) Newcomb 1895 Vénus sur le disque
solaire 8.857 (0.016) (passages de 1874 et
1882) contactes solaires de Vénus (1761,
1769, 1874, 1882) 8.794 (0.023) Newcomb 1895 syst
ème des constantes 8.800 (.0038)
49
Les parallaxes trigonométriques du Soleil au
cours des âges
XXème siècle
Observation Date Méthode Parallaxe Distance
moyenne (Erreur ) Spencer
Jones 1941 campagne Eros 8.790
(0.001) Modern 1976 radar 8.794148 149 598
233 (0.000007)
Valeur UAI 8.794148" /- 0.000007"
Valeur UAI de l UA 149 597 870 610 m
50
Et maintenant que voir et que faire ?
Dans un passage devant le Soleil on a un lieu
d'observation, notre Terre une étoile, le
Soleil une planète, Vénus
Cette situation est similaire pour la détection
des exoplanètes
L'étoile remplace le Soleil
La planète est remplacée par une exoplanète à
découvrir
51
Exoplanètes - définition
Une exoplanète est une planète gravitant autour
d'une étoile autre que notre Soleil. Ainsi
Jupiter ou Saturne ne sont pas des exoplanètes
alors que 51 Pegasi ou Gliese 876 en sont.
Le terme "exoplanète" vient de l'anglais
"extrasolar planet" (c'est le nom formel donné
aux exoplanètes) abrégé pour l'occasion en
"exoplanet" utilisant le préfixe grec "exo" qui
signifie dehors, externe...
52
Comment détecter des exoplanètes

• Détection directe

A la limite de résolution de l'instrumentation Par
interférométrie en Infrarouge.

• Détections indirectes

Pertubations dynamiques. Variation de la vitesse
radiale de l'étoile par rapport à un observateur
fixe. (Soleil quelques cm/s en un an sous l'effet
de la Terre. Précision actuelle 5 m/s
(détection des planètes géantes)
Effets de microlentille. Le passage d'une étoile
près de la ligne de visée d'une étoile lointaine
peut entraîner pour l'observateur une légère
variation dans la luminosité de l'étoile éloignée
(phénomène de lentille gravitationnelle). Si
l'étoile déflectrice est de plus accompagnée
d'une planète, un second phénomène de lentille,
moins intense, se produira. suite -gt
53
Comment détecter des exoplanètes

• Détection photométrique

Une planète s'interpose entre son étoile et un
observateur, la lumière décroît. Variation de
lumière est faible ( 1 pour une planète
jovienne, 1/100 000 pour une planète tellurique!)
Transit d'une exoplanète
54
De l'utilité des alignements
Les passages d objets les uns devant les autres
et les alignements ont toujours suscité lintérêt
des astronomes
En plus des des deux exemples du jour passage
de Vénus, transit dexoplanètes, nous citerons
dautres phénomènes dalignement
Les occultations d étoiles par la Lune
Phénomène de diffraction fonction de la taille et
forme de l'objet.
accès aux diamètres angulaires d étoiles ordre
de grandeurs quelques 0.001"
55
De l'utilité des alignements
Occultation d'étoiles par les planètes
découverte des anneaux d'Uranus et de Neptune
56
De l'utilité des alignements
Mirages gravitationnels
accès à la masse et morphologie des objets
déviateur
57
En conclusion
Tout ceci n'est-il pas que mirage ?
58
Iconographie
59
(No Transcript)
60
Simulation en grandeur réelle