Site du Nez en l'Air

Grâce aux lois de KEPLER les distances des planètes au Soleil ont pu être calculées, ainsi on connaissait les distances de Mercure, Vénus, la Terre, Mars, Jupiter et Saturne.

L'astronome allemand Johann D.TITIUS, professeur de mathématique à Wittenberg traduit l'ouvrage d'un Suisse Charles BONNET (Contemplation de la Nature). Il remarque de façon empirique que la distance des planètes au Soleil forme une progression arithmétique.

Il remarque un vide entre Mars et Jupiter, et prévoit la présence d'une planète située à environ 2,8 UA du Soleil.

En 1772, johann Elert BODE, qui fut directeur de l'Observatoire de Berlin, vulgarise les calculs de TITIUS et mentionne ce fait dans un ouvrage qu'il publie dans cette même année.

Cette loi de Titius-Bode, est-elle une simple coïncidence mathématique, un hasard ou un phénomène naturel ?

En regardant le tableau suivant, nous pouvons voir les différences entre les orbites selon Titius-Bode et les orbites réelles des planètes.
Ce tableau indique aussi la distance des planètes par rapport à Mercure.

A partir de Neptune la relation n'est plus vérifiée que grossièrement.

La Loi de Titius-Bode date de 1766.
Uranus découverte en 1782 par William HERSCHEL et Neptune le 31 août 1846 par Johanne GALLE à l'Observatoire de Berlin suivant les calculs de Urbain Le VERRIER (l'Anglais ADAMS l'avait aussi calculée)
Les pertubations d'Uranus par Neptune étaient inférieures de 2 secondes d'arc.

William HERSCHEL (1738-1822), né à Hanovre, émigre en 1766 en Angleterre à 28 ans, Musicien et amateur passionné d'astronomie et de mathématique, il commence des suivis d'observations (aidé par sa sœur Caroline). Il essaie de découvrir et de cataloguer les étoiles doubles.
Pendant une observation, il découvre Uranus avec un télescope de 11 cm d'ouverture et à F/13. Il pensait qu'il s'agissait d'une comète.
Il découvrit cette planète le mardi 13 mars 1781 entre 22h et 23h.
Ne pouvant pas déterminer l'orbite de sa découverte, il demande de l'aide du mathématicien Suédois Anders LEXLL (1740-1784).
Après calcul il s'aperçut que l'orbite est circulaire, il ne s'agit donc pas d'une comète mais bien d'une planète.
L'astronome allemand Johan BODE propose le nom d'Uranus.
Cette nouvelle planète confirme la loi Titius-Bode, Uranus est à 19,2 UA pour 19,6 suivant la loi.

Suite à cette découverte les astronomes sont convaincus de l'existance d'une planète entre Mars et Jupiter, la planète X.

A Lilientthal, une société avec pour nom "Verreinigte Astronomische Gesellshaft" le 20 septembre 1800. Elle doit réviser les catalogues des cartes des étoiles du Zodiacale, pour avoir une bonne base et pouvoir ainsi trouver la planète manquante.
L'ecliptique est divisé en 24 parties et chaque associé est tiré au sort pour reviser le ciel.
Franck Xavier Von ZACH (1754-1832) directeur du Duc Ernestll de Gotha à Seeberg, est chargé d'avertir les astronomes européens.

A Palerme, Guisepe PIAZZI, moine et astronome, découvre le premier astéroïde, le 1er janvier 1801. Mais est-ce une comète ou une petite planète.
Cet astre se trouve dans l'épaule du Taureau et correspond à une étoile de 8ème grandeur; le 2 janvier elle avance de 3'30" vers le Nord et de 4' vers la section d'Ariès dans le Bélier.
Les jours suivants 5, 6, 7, 8 et 9 du mois sont couverts. Les 14, 17, 18, 19, 21, 22, et 23 il observe cet astre. Le 23 il est à 51° 49' en ascension droite et 17° 08 en déclinaison.
PIAZZI pense que cet astre est plutôt une comète, mais ce qui le surprend, c'est qu'il n'y a pas de nébulosité.

Cette annonce est faite dans les gazettes locales et reprise plus tard dans les journaux étrangers.
Le 24 janvier 1801 il écrit deux lettres, l'une à BODE et l'autre à ORIANI qui est un ami proche.
Dans la lettre à BODE, il annonce sa découverte comme une comète qui ne montre aucune nébulosité et indique que son mouvement est lent et uniforme. Il suppose donc que cet astre doit être autre chose qu'une comète.
Dans la lettre à ORIANI, il indique aussi les mêmes coordonnées, mais penche plutôt pour une cométe. PIAZZI suit son astre jusqu'au 11 février. Il est alors atteint par une grave maladie, et doit arrêter ses observations.

La question était cependant de savoir si l'on avait affaire à un astre véritable, et si cet astre était une planète ou simplement une comète. Pour le premier point, il se trouve que dès le 11 février 1801, l'astre était entré en conjonction avec le Soleil et avait disparu, si bien que les données d'observation étaient très peu nombreuses. Il fallait, à partir de vingt-quatre positions décrivant un arc de 9°, reconstituer une trajectoire de 360°, et, pour cela, déterminer les six éléments de l'orbite.
BURCKHARDT, à Paris calcule suivant les dernières données de PIAZZI l'ellipse de l'astre. GAUSS (1777-1855), qui a alors 24 ans, réussit le calcul, en octobre 1801, en appliquant sa méthode des moindres carrés pour les calculs d'approximation. L'astre, quant-à lui, ne sera à nouveau observé qu'en décembre 1801. Pour le second point, le doute s'expliquait par l'exceptionnelle excentricité de la planète. Ainsi, comme le rapporte LALANDE, PIAZZI lui-même croyait originairement avoir découvert une simple comète . C'était également la thèse défendue par l'un des principaux organes de l'information astronomique en Allemagne,"Verreinigte Astronomische Gesellshaft" (correspondance mensuelle pour l'avancement de la géographie et de l'astronomie) dirigée par l'astronome de Gotha Franz Xaver von Zach. Or, comme l'a montré E. OESER, la revue mit initialement en question le caractère planétaire de l'astre : " Que sera finalement cet astre ? Une planéto-comète ou un intermédiaire entre les deux ? " On voit que pour la Verreinigte Astronomische Gesellshaft, en 1801, la découverte de Piazzi ne validait pas assurément la conjecture de Titius-Bode.
Mais ce qui suscitait les doutes les plus nombreux, était d'une part le fait que l'astre n'avait jamais été observé jusqu'à présent, d'autre part le fait qu'il était bien plus petit que les planètes alors connues.

Notons au passage qu'on a dans cet épisode un exemple historique remarquable de ce qu'est une communauté scientifique, puisque la recherche voit s'associer une pluralité de savants d'horizons divers, qui examinent, sur le mode de la controverse, une même question dans ses aspects à la fois théoriques et expérimentaux. On en arrive alors à l'épilogue : " Dès le 7 décembre 1801, M. le baron de ZACH retrouva la nouvelle planète à Gotha, à 18h 48' 10'' temps moyen, mais il n'en fut assuré que le 31 décembre parce qu'il avait observé quatre petites étoiles et qu'il ne pouvait décider laquelle était la planète. LALANDE cite ensuite une série d'observations qui sont faites en de multiples lieux, d'abord par OLBERS voit l'objet le 1er janvier 1802, BODE le voit le 15 janvier. MECHAIN et DELAMBRE l'observent à Paris début février et PIAZZI le retrouve à Palerme par un nouveau calcul de trajectoire par Gauss.
Dès lors personne ne discute plus la validité de la découverte.
Il est nommé Cérès, en l'honneur de la divinité protectrice de la Sicile. Cérès est pense-t-on, une petite planète, prévue par la loi de Titius Bode. L'astronome allemand en 1766 Johann D.Titius, prévoit la présence d'une planète entre Mars et Jupiter, située à environ 2,8 UA du Soleil.
La question de savoir si cette découverte (et celle des astéroïdes voisins) valide véritablement la conjecture de Titius-Bode resta ouverte pour les savants de l'époque, puisque, plus de quatre décennies plus tard, Alexander von HUMBOLT se livrait encore, dans Cosmos, à une dénonciation violente de la conjecture . Il admettait les astéroïdes, mais relevait que la conjecture n'avait pas de légitimité scientifique puisqu'elle n'était qu'empirique et n'était validée par aucun raisonnement.
Pour revenir à la thèse, il apparaît qu'en 1801 la formule de Titius-Bode est au centre de l'actualité scientifique mais que sa validité semble le plus généralement discutable. Récuser dans les premiers mois de 1801, comme le fait Hegel, l'existence à l'endroit dit d'une planète en orbite autour du soleil, n'est en aucune manière faire preuve d'ignorance ou de mauvaise foi. C'est en réalité adopter une hypothèse plausible.

L'astronome allemand Heinric W.OLBERS, en 1802, découvre une autre planète, nommée Pallas. Il avance la théorie d'une planète désintégrée.
HARDING, astronome allemand, découvre par hasard un troisième astéroïde dans le Poisson, le premier septembre 1804, GAUSS calcule aussitôt l'orbite. Cet astre est appelé Junon.
OLBERS observe le 29 mars 1807 un astre de 6ème grandeur, GAUSS calcule son orbite. Cet astéroïde est appelé Vesta.
Vesta ou Hestia est la dernière fille de Cronos (Titan) et de Rhéa qui ont eu six enfants, elle est la gardienne du foyer domestique.
HENCKE, directeur de l'Observatoire de Berlin, découvre le 8 décembre 1845 un astéroïde de 10ème grandeur, il l'appelle Hebe.

William HERSCHEL (qui a découvert Uranus en 1781), suggère le nom "astéroïde" du grec asteroeidês, aster pour "étoile" et eidês pour "similaire à".

Les découvertes se suivent, 13 en 1850, une centaine en 1870, cinq cents en 1900, plus de trois mille en 1985.
Les tailles, 1 Cérès 914 Km, 2 Pallas, 4 Vesta et 10 Hygiea, entre 400 et 500 Km. Cérès possède à lui tout seul environ le quart de la masse total des astéroïdes. Les quatre plus gros ont plus de la moitié de la masse totale. (Le chiffre qui précède le nom est l'ordre de la découverte, il faut au moins trois obsevations minimum, pour localiser un astéroïde).
Nous comptons actuellement, 17000 astéroïdes identifiés et 900 sont clairement catalogués.

Max WOLF qui avait déja trouvé une comète en 1884 par la photographie, découvre le 20 décembre 1891 l'astéroïde 323 Brucia.
Il utilise un objectif à court foyer mais à grand champ. Il remarque un trait sur la photo.
C'est le premier astéroïde non découvert visuellement (il en découvre au total 231 pendant ses activités)
Par cette méthode le nombre d'astéroïdes trouvés croit rapidement.

WITT et LINKE à Berlin ainsi que CHARLOIS à Nice obtiennent en 1898 des clichés de l'astéroïde 433 Eros. Les calculs donnent une orbite qui circule en moyenne à l'intérieur de celle de Mars ( a=1,458 UA pour 1,524 UA de Mars).
Cette orbite se rapproche de 1,15UA de celle de la Terre (22 millions de Km). Ce rapprochement eut lieu en janvier 1894.

image prise par la sonde NEAR les 4 et 12 février 2000, on découvre la forme particulière de l'astéroïde. Il s'agit d'un gros «saucisson» mesurant 33 kilomètres de long et 13 kilomètres de diamètre. Cette petite planète pivote sur elle-même en 5 heures et 16 minutes.

WOLF (qui a déjà trouvé en 1904 l'astéroïde 532 Herculina avec un diamètre de 230 Km et une période de révolution en 9,4h), découvre un objet le 22 février 1906, il est étonné par son orbite qui est à 5,2 UA, comme celle de Jupiter, mais sa vitesse est lente.
Il est sur la même orbite de Jupiter mais situé à 60° avant celle-ci (point L4). Il le nomme 588 Achilles.
134 ans plus-tôt en 1772 LAGRANGE a publié un essai sur le problème de trois corps. Suite à ce traité, KOPFF cherche un corps à l'opposé du point L4, et trouve un astre sur l'orbite de Jupiter, mais à 60° aprés Jupiter, au point L5. Il le nomme 617 Patroclus.

L'astronome américain Tom GEHRELS au mont Palomar-Leiclen Survey (PLS), prend 130 plaques de 35,6 x 35,6 cm au Big Scmidt du Palomar de septembre à octobre 1960.
La région du ciel est centrée sur l'équinoxe vernal, avec une surface de 18° x 12°.
Les clichés sont traités aux Pays-Bas à l'Observatoire de Leyde par C.J. Van HOUTEN et son épouse I.Van HOUTEN-GROENEVELD.
Chaque plaque contient de 200 à 400 objets et donne une mesure de la position de plus de 14000 astéroïdes.
Ainsi plus de 2000 astéroïdes sont découverts.
L'Observatoire de Nauchnij en Crimée, plus connu sous le nom de CRAO (Crimean Astrophysical Observatory) travail depuis 1964 à environ 1980. Il trouve plus de 1100 astéroïdes, et il est ainsi le troisième site pour la découverte des astéroïdes.

La Caméra CCD,dans les années 1980, révolutionne la recherche en astronomie, au même titre que Max WOLF avait transformé cette recherche avec la photographie.
Les professionnels et même les amateurs se lancent dans la recherche des astéroïdes. Les Japonais sont très efficaces et ensuite les Italiens suivis par les Américains et plus tard les Français.
Certains télescopes automatiques ont été réalisés, pour les satellites comme LINEAR, a permis depuis 1997 de trouver des dizaines de milliers d'astéroïdes chaque année.
Aujourd'hui nous en sommes à plus de 100 000 astéroïdes différents repérés, environ la moitié ont une orbite calculé, mais 10 000 son numérotés.

En 1977, les astronomes découvrent un astéroïde, Chiron. Son orbite se trouve entre Jupiter et Neptune.
Ces astéroïdes font partie d'une famille, mais ont souvent une orbite instable. On en compte plus de trente.

Gérard KUIPER (Hollandais travaillant aux USA), prédit en 1951 la présence de petits corps après l'orbite de Neptune jusqu'à 30 à 1000UA.
La première observation est faite en 1992.Ce corps est nommé 1992QB1,il a une orbite à 44 UA et un diamètre d'environ 240 Km. Le plus gros astéroïde connu fait parti de cette famille, il a un diamètre de 1270 Km, il s'agit de 2001 KX76.
Les observations ont trouvé une cinquantaine de corps transneptuniens de plus de 200 Km de diamètre.
Tous ces corps se rapprochent plus des comètes qu'à des roches et sont peut-être le réservoirs des comètes ayant des périodes de moins 200 ans.

Le Danois Jan Hendrik OORT, en 1950 propose qu'un nuage sphérique de petits corps glacés gravitent entre 40000 et 100 000 UA (environ 1,6 années lumière) du Soleil.
Ceci pour expliquer l'origine des comètes à longue période. Ce nuage est estimé à 6000 milliards de corps, pour une masse d'environ 40 milliards de tonnes. Ce sont autant de comètes potentielles.

Daniel KIRKWOOD (1814-1895), remarque en 1866, des lacunes sur la répartition des astéroïdes situés entre Mars et Jupiter.
Les distances où l'on observe peu d'astéroïdes correspondent d'après la troisième loi de KEPLER à des distances sensibles dans des rapports simples ( ex : 1/3, 2/5, 3/7, 1/2) en regard de celle de Jupiter.
C'est le principal corps capable de pertuber le mouvement des astéroïdes par rapport aux orbites Képlériennes.
Ce phénomène se retrouve aussi dans les anneaux et satellites de Saturne.

Vesta quatrième astéroïde découvert le 29 mars 1807 par Heinrich OLBERS, Vesta est visible à l'œil nu, il a une magnitude d'environ 5,3, il est le second par sa masse et le troisième par sa taille.
Entre le 28 novembre et le premier décembre 1994, Vesta était à 252 millions de Km de la Terre. Le télescope Huble a pris 24 images de la rotation de l'astéroïde. Celui-ci tourne sur lui même en 5 h 34 mn.
Une carte géochimique de la surface a été faite. On remarque des traces de coulée de larve et d'importants impacts.
Une autre image en fausses couleurs montre une surface basaltée,mais les deux hémisphères contiennent deux sortes de basalte, une arrachée par des impacts qui a été solidifiée sous la surface, l'autre plus ancienne, de la lave solidifiée à la surface, faisant partie de la croûte de la formation de l'astéroïde.
En mai 1996, Vesta est à 177 millions de Km de la Terre, le télescope Huble prend des photographies, l'image est synthétisée en 3D, on voit un impact d'environ 400 Km de diamètre et 13 Km de profondeur avec un pic central.
A côté de Vesta gravitent plus de 12 petits astéroïdes de taille de 5 à 10 Km et qui ont la même signature spectrale de reflexion que Vesta (Vestaroïdes)

L'astéroïde Vesta tel que l'a montré en mai 1996 le télescope spatial Hubble (à gauche), et la modélisation élaborée à partir de cette image.
Un impact géant pourrait expliquer sa forme.A droite Vesta en coupe

Lancée le 17 février 1996, la sonde NEAR a voyagé pendant presque quatre ans, le 2 février 2000 elle s'est mise en orbite autour d'Eros pendant un an.
La sonde a entamé un rapprochement et une descente, elle s'est posée en douceur sur l'astéroïde le 14 février 2001; le jour de la St Valentin ! Tout en se rapprochant, elle a pris des photos. La sonde a continué d'émettre des bips mais ils ont cessé le 18 février 2001.
La force de gravité est de 1/1000 de celle de la Terre.
Trois fois par siècle, Eros se rapproche à moins de 20 millions de Km de la Terre. Son nœud descendant se rapproche de nous, mais nous ne devrions pas le croiser.

Photo de Eros prise par la sonde NEAR à 1150m avant le contact avec l'astéroïde

Découvert en 1880, mais c'est en 1999 que le radiotélescope d'Arécibo, à Porto Rico a retrouvé dans la ceinture principale des astéroïdes à 171 millions de Km, un bloc, c'est 216 Cléopâtre, qui a une forme de gros os de 217 Km de long, 94 Km de large et 80 Km d'épaisseur.
Les échos radar réfléchissants et sa coloration laissent à penser qu'il est constitué essentiellement de fer et de nickel, mais sa surface serait poreuse et friable.
Cette forme est peut-être due à une collision violente sans briser complètement les deux blocs. Ceci rappelle les allures de Geografos avec sa forme de cigare et de Castilia avec ses deux boules accolées qui font penser à des haltères.