ven4
Un nouvel instrument. Une expédition scientifique française.

C’est la dernière occasion du siècle. Le 5-6 juin 2012, la planète Vénus passe devant le Soleil. Un phénomène rare et riche en informations sur l’atmosphère de « l’Étoile du berger ». Les astronomes du monde entier se mobilisent pour l’observer depuis l’Asie, le Pacifique, l’Amérique… Parmi eux, les Français prévoient des observations inédites et se préparent à partir en expédition, dans le sillage d’illustres prédécesseurs tels que James Cook, Cassini de Thury au XVIIIe siècle ou Jules Janssen au XIXe. Neuf télescopes mobiles, cinq grands observatoires solaires et six satellites sont impliqués. Enjeu : préfigurer la quête des autres mondes, lointains et habitables. Aux origines de cette mobilisation, deux chercheurs de l’Observatoire de Paris et de l’Observatoire de la Côte d’Azur ont conçu spécialement un instrument original – le cythérographe.

 

Lever d’un croissant de Vénus sur le Soleil lors du passage de 2004.
(© Sylvain et André Rondi, 2004)

L’opportunité est exceptionnelle. Les passages de Vénus devant le soleil n’ont lieu que par paires séparées de huit ans, à plus d’un siècle d’intervalle. Les dernières occurrences se sont produites : en 1761 et 1769, 1874 et 1882, puis le 8 juin 2004. À chaque fois, les équipes de l’Observatoire de Paris et de l’Observatoire de Nice se sont trouvées étroitement associées aux campagnes internationales et aux expéditions maritimes mises en œuvre. Les noms de James Cook (1728-1779), César-François Cassini de Thury (1714-1784), Guillaume Le Gentil de la Galaisière (1725 - 1792), Jules Janssen (1824-1907) ou Henri-Joseph Perrotin (1845–1904) les ont brillamment illustrées. En 2004 encore, le passage de Vénus devant notre étoile a donné lieu à une opération pédagogique sans précédent. Pilotée par l’Institut de mécanique céleste et de calculs des éphémérides de l’Observatoire de Paris, elle a permis de reproduire la mesure de la dimension du Système solaire et a rencontré un véritable succès populaire. Pour la première fois également, des informations originales sur l’atmosphère de Vénus ont été obtenues et ont donné lieu à une collaboration entre deux chercheurs de l’Observatoire de Paris et de l’Observatoire de la Côte d’Azur. Ils ont décidé de poursuivre l’aventure scientifique en 2012.

Cette année en effet, Vénus s’apprête à glisser une nouvelle fois devant le disque brillant du Soleil, mardi 6 juin de 0h10 à 6h50 heure légale française. Par conséquent, en métropole, le spectacle sera réduit à la dernière heure du processus, au lever du Soleil. Les territoires et départements d’outremer dans l’océan Pacifique seront aux premières loges. La Nouvelle-Calédonie ainsi qu’en Polynésie, les îles de Tahiti et des archipels Wallis-et-Futuna, Tuamotu ou des Marquises en profiteront pleinement. Attention toutefois à respecter scrupuleusement les précautions d’observation du Soleil
(voir l’encadré en fin de communiqué).

Une expédition scientifique sur mesure

Pour cette occasion exceptionnelle, les scientifiques rejoindront les régions du Pacifique, de l’Asie ou d’Amérique. L’objectif est pour eux d’acquérir des données inédites, jusque-là considérées comme inaccessibles, sur la partie de l’atmosphère vénusienne qui s’étend au-dessus des nuages, à 70 kilomètres du sol. C’est un élément essentiel mais toujours mal connu de la climatologie de Vénus. Cette planète jumelle de la Terre, comparable en taille et en masse, a pour autant évolué très différemment : un effet de serre redoutable entraine des températures allant jusqu’à 465°C en surface, propres à fondre l’étain et le plomb. La jeunesse apparente de sa surface, la couleur même de ses nuages, demeurent inexpliquées.

Pour mener à bien cette mission, une panoplie d’instruments déployés sur Terre et dans l’espace permettra d’étudier simultanément l’atmosphère de Vénus, observée par transparence sur le disque solaire. L’anneau lumineux intense, l’« auréole », qui entoure Vénus au début et à la fin du passage, sera étudié pour la première fois dans différentes longueurs d’onde.

En savoir plus sur les exoplanètes

Au-delà des informations capitales apportées par ces observations coordonnées, les chercheurs auront ici l’opportunité d’acquérir, avec l’atmosphère de Vénus, une référence qui leur servira à l’étude de celle des exoplanètes. En effet, en passant devant le Soleil, l’Etoile du berger simule une planète extrasolaire de taille terrestre, en transit devant son étoile. Les satellites CoRoT du Cnes et Kepler de la Nasa ainsi que les télescopes au sol dont ceux de l’ESO ont déjà détecté plus de 750 de ces exoplanètes1, tournant autour d’étoiles proches de la nôtre. Mais connaître la distance de la planète à son étoile n’est pas une donnée suffisante pour déterminer si la vie y est possible. Caractériser les atmosphères permet de franchir une autre étape dans la connaissance de ces nouveaux mondes.

Et c’est bien cette étape-là que s’attache à préparer la collaboration mise en place par Thomas Widemann de l’Observatoire de Paris et Paolo Tanga de l’Observatoire de la Côte d’Azur.

Neuf cythérographes

Dans ce but, les deux scientifiques ont mis au point un modèle original de lunettes astronomiques, baptisé cythérographes, du nom de Cythère, l’île grecque sanctuaire d’Aphrodite en mer Égée, entre Péloponnèse et Crète. D’un diamètre de 9 centimètres, elles sont produites en neuf exemplaires, pour un coût de 1 400 € l’unité. L’Observatoire de Paris, l’Observatoire de la Côte d’Azur, le CNRS, l’Agence spatiale européenne – ESA et l’université Paris-Diderot ont contribué à leur financement.

Les instruments sont conçus sur le principe du coronographe, mis au point par Bernard Lyot en 1930, afin de masquer la lumière éblouissante du Soleil. Ils sont adaptés à la dimension de Vénus et à l’auréole qui se forme à l’approche du passage. Afin de prendre en compte l’effet des brumes de l’atmosphère de Vénus tel que l’a révélé la mission Venus Express de l’Agence spatiale européenne - ESA, chaque instrument fonctionnera dans un intervalle spectral différent. Les cythérographes, fabriqués et assemblés à l’Observatoire de la Côte d’Azur, seront mis en station dans des régions bien choisies (Svalbard en Europe, Extrême-Orient, Asie centrale, côte ouest des Etats-Unis et Australie) par des équipes expérimentées, chaque station fonctionnant de manière autonome.

   

Le cythérographe pour l’observation du passage de Vénus en 2012
(© Paolo Tanga/Lagrange/Observatoire de la Côte d’Azur).

 
L’expédition scientifique

Equipés de cythérographes, les participants à l’expédition Venus Twilight Experiment (« expérience du crépuscule sur Vénus »), iront se baser à :

 l’observatoire solaire d’Haleakala, Maui, Hawaii

 l’observatoire Pirka à Nayoro, île d’Hokkaido, Japon

 le lieu-dit Moondara près de Mount-Isa, Nouvelles-Galles du Sud, Australie 

 l’Observatoire astronomique Tien Shan, Almaty, Kazakhstan

 l’Observatoire solaire d’Udaipur, Rajasthan, Inde

 une station mobile à Longyearbyen, île de Svalbard, Norvège, océan Arctique

 l’Observatoire Lowell, Flagstaff, Arizona

 https://www.oca.eu/spip.php?article630