Au delà de Neptune

LUCKY STAR

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  • Abstract of " Lucky Star" - ERC project  :

The solar system beyond Neptune’s contains largely unaltered material from the primordial circum- solar disk. It also kept the memory of the early planetary migrations, and thus contains essential information on the origin and evolution of our planetary system. Here I propose to study the Trans-Neptunian Objects (TNOs) using the stellar occultation technique. It consists in observing the passage of remote TNOs in front of those “Lucky Stars”, that reveal shapes, atmosphere and rings of bodies from sub-km to thousand-km in size. Very few teams in the world master this method. The European-led network that I coordinate is now leader in predictions, instrumentation, observations and analysis related to stellar occultations, with innovative approaches and unprecedented results. In the last decade, our group led the field by discovering rings around the asteroid-like object Chariklo, detecting sub-km TNOs and drastic variations of Pluto’s atmospheric pressure. Based on those noteworthy discoveries and unique skills of ours, I will coordinate the following work packages :

  • (1) Rings around small bodies - Understand the newly found Chariklo’s rings, tackle the theory of rings’ origins and evolutions around small bodies, discover new ring systems around other bodies.
  • (2) Very small, sub-km TNOs and Oort Cloud objects - Constrain the collisional history of our early outer solar system, and possibly detect Oort Cloud objects.
  • (3) Pluto’s atmosphere – Explore Pluto’s atmosphere and its atypical seasonal cycle, search for atmospheres around other TNOs.
  • (4) Explore specific, large TNOs – Provide their sizes, shapes, albedos and densities. These programs are timely in view of NASA/New Horizons Pluto flyby in July 2015, and the ESA/GAIA mission expected to provide a greatly improved astrometric catalog release in 2016.

LUCKY STAR Kick-Off Meeting : 20-22 April 2016, Paris Observatory, Meudon campus

Workshop : Occultations in the GAIA era : Technology, Education and Science : 18-19 April 2016, IMCCE

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BEYOND NEPTUNE -> BEYOND NEPTUNE II -> LUCKY STAR

Jusqu’aux années 1990, Neptune et Pluton formaient les frontières du système solaire exploré. Depuis, on a découvert le disque de Kuiper : Plusieurs centaines d’objets transneptuniens (OTNs ou objets de Kuiper) ont été découverts au delà de Neptune. Certains, comme Eris pourraient être plus gros que Pluton, qui a perdu son statut de planète pour devenir une planète naine.

Seuls, les OTNs les plus brillants ont été observés. On ne connait pas les limites du Disque de Kuiper et aucun objet du nuage de Oort n’a jamais été observé. Pour ces corps, l’atmosphère pourrait être un phénomène transitoire variant avec la position par rapport au Soleil. Ces objets peuvent aussi avoir des anneaux, comme ceux découverts récemment autour de Chariklo ;

Les occultations stellaires sont la seule technique pour détecter et sonder la population de ces contrées lointaines, inaccessible par l’observation directe (lumière réfléchie). Ces occultations, qui durent entre quelques minutes et une fraction de seconde, sont observées en photométrie rapide.

  • Pour les OTNs connus (les plus gros), le trajet des ombres d’occultations stellaires sur Terre peut être prédit par des mesures astrométriques très précises. L’observation de ces occultations apportent de nombreuses informations sur la taille de ces objets, leur forme et la présence d’atmosphère ou d’anneaux.
  • Pour les plus petits (et donc les plus nombreux) objets, la seule méthode de détection possible est la recherche d’occultations aléatoires.

Ces deux thèmes de recherche ont été le sujet des projets Beyond Neptune et Beyond Neptune II financés par l’ANR. Ces projets se prolongent dans l’ERC Lucky Star.

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Ce site présente les travaux de recherche portant sur l’exploration du système solaire extérieur par occultations stellaires.

L’étude des gros TNOs se fait par des occultations stellaires dont les trajets sur Terre sont calculés par l’astrométrie. Ces observations s’appuient un réseau mondial d’observateurs professionnels et amateurs, équipés de caméras rapides portables.

Les petits TNOs sont recherchés par occultations aléatoires. L’équipe a développé un photomètre rapide multi-objets, MIOSOTYS monté au T193 de l’OHP. Cet instruments permet aussi l’étude d’autres phénomènes astrophysiques qui varient rapidement, comme les binaires à eclipse ou les transits d’exoplanètes.