• Judith Biernaux

On a observé NEOWISE...

À vos agendas ! La comète NEOWISE passera au plus proche de la Terre ce 23 juillet 2020. Comment bien l'observer ?


Comète C/2020 F3 (NEOWISE) photographiée depuis la Seine et Marne, le 13 juillet 2020. Image : Creative Commons.

De toutes les merveilles que le ciel nocturne permet d'observer, les comètes sont parmi les plus magiques. Inhabituels, ces objets ne manquent jamais d'émerveiller et de surprendre. Cet été, l'une d'entre elles a décidé de faire un petit saut alentour de la Terre. À l'échelle d'une vie humaine, le passage d'une comète visible à l'oeil nu près de la Terre est plutôt rare. Certains lecteurs se souviennent sans doute du passage de la spectaculaire comète Hale-Bopp en 1997, et d'autres peut-être de la célèbre comète de Halley en 1986. À présent, c'est NEOWISE qui s'approche de la Terre. Mais d'abord, qu'ont-elles toutes en commun ?


Des boules de neige sale


Les comètes sont des objets très particuliers : il s'agit avant tout d'une sorte de caillou spatial, de forme à peu près sphérique mais "cabossée". Ce noyau est constitué d'un mélange de petites roches, de poussières et de glaces, principalement de la glace d'eau et d'oxydes de carbone, les fameux CO et CO2. Tout comme la Terre, les comètes tournent autour du Soleil, mais à la différence de l'orbite terrestre, leurs trajectoires sont pour le moins étranges, en forme d'ellipses très allongées, excentriques. Ces longs parcours peuvent emmener les comètes très loin du Soleil, aux confins du système solaire. Il semblerait d'ailleurs qu'elles trouvent leurs origines dans ces zones écartées de notre système solaire, ce qui ferait d'elles les matériaux les plus anciens et "intouchés" de son histoire, des fossiles spatiaux en quelques sortes.


Ces drôles de trajectoires rythment la vie et l'activité des comètes. Lorsqu'elles approchent du Soleil, elles se mettent à chauffer, et les glaces à la surface passent de l'état solide à l'état gazeux : c'est la sublimation. Ces particules gazeuses et solides forment un halo autour du noyau, comme une atmosphère lumineuse, baptisée coma. Celle-ci se forme en général lorsque la comète est déjà assez proche, à une distance semblable à celle qui sépare Jupiter du Soleil.


La trajectoire se poursuit, et la comète s'approche encore de notre étoile. Lorsqu'elle arrive à une distance comparable à la distance Terre-Soleil, apparaissent enfin ses queues. Pluriel, en effet, car les comètes ont toujours deux queues ; la première, large et bien visible, constituée de poussières, et la deuxième, plus fine et moins visible (dans le domaine accessible à l'oeil nu), constituée de gaz chargé électriquement, ou plasma. Ces deux queues pointent dans des directions opposées au Soleil. La queue de poussière est "trainée" derrière la comète et subit des effets de pression et de gravité solaires, qui lui donnent une forme incurvée. La queue gazeuse, à cause de sa charge électrique, pointe toujours exactement à l'opposé du Soleil. Lorsque la comète repart vers les confins du système solaire, petit à petit, les queues disparaissent ainsi que la coma, et il ne reste que le noyau.


La taille des noyaux est très variable, d'un petit kilomètre à quelques dizaines de kilomètres. Le noyau de Halley a été estimé à environ 15 km de diamètre, par exemple, en gardant à l'esprit qu'il n'est pas parfaitement sphérique. En fonction de la taille du noyau et de l'activité de la comète, la coma peut s'étendre sur plusieurs dizaines, voire centaines de milliers de kilomètres autour du noyau. Les queues caractéristiques des comètes sont absolument spectaculaires : la queue de poussière peut atteindre des dizaines de millions de kilomètres de longueur, et la queue de plasma, des centaines de millions ! Ce sont ces phénomènes qui laissent de mémorables souvenirs aux heureux observateurs.


La comète Hale-Bopp en mars 1997, avec les deux queues distinctes. Photo : Loke Kun Tan.

Plus ou moins éclatantes


Si vous avez tenté d'observer NEOWISE à l'oeil nu, vous avez peut-être éprouvé quelques difficultés : c'est normal. Même si les comètes sont des phénomènes spectaculaires, elles ne se ressemblent pas toutes. Leur brillance apparente dépend de leur activité, et de leur distance par rapport au Soleil et à la Terre.


Pour comparer la luminosité des objets du ciel, les astronomes ont une solution bien pratique : la magnitude. L'éclat d'un objet dépend à la fois de sa véritable luminosité (intrinsèque), mais aussi de sa distance par rapport à l'observateur. En effet, imaginons deux ampoules de 100W placées respectivement à 1m et 10m de vous : bien qu'elles émettent la même puissance, la plus proche apparaîtra plus brillante. Les étoiles, les comètes, ... brillent dans le ciel parce qu'ils nous envoient de la lumière, de l'énergie lumineuse, et sont observables plus ou moins facilement en tenant compte de leurs distances.


Les astronomes quantifient la brillance d'un objet observé depuis la Terre par sa magnitude apparente, un nombre un peu spécial, qui augmente d'une unité à chaque fois que le flux lumineux reçu de l'objet étudié est divisé par 2.5 . Ainsi, plus la magnitude est un nombre élevé, plus l'objet apparaît faible dans le ciel. Le Soleil, aveuglant, a une magnitude visuelle apparente de -26.7 (petit nombre, grande luminosité apparente !). La pleine Lune, elle, atteint -12.6, elle est donc un peu plus faible que le Soleil. Par convention, la magnitude de l'étoile Vega vaut 0. L'étoile la plus brillante de notre ciel, Sirius, a une magnitude de -1.5. À l'oeil nu, nous sommes capables de distinguer des objets jusqu'à une magnitude d'environ 6. Armés d'une bonne paire de jumelles, nous pouvons observer des objets plus faibles, jusqu'à une magnitude de 10. Avec ses yeux perçants, le télescope spatial Hubble peut voir des objets jusqu'à la magnitude visuelle apparente de 31.


La magnitude d'une comète varie lorsqu'elle s'approche ou s'éloigne de la Terre : la coma et la queue de poussières contribuent en effet énormément à sa luminosité. La comète de Hale-Bopp, par exemple, a atteint sous son meilleur jour une magnitude de -0.8. Cela veut dire que sa brillance se situait entre Sirius et Vega, étoiles parmi les plus brillantes du ciel ! La comète la mieux étudiée et la plus célèbre est sans doute celle de Halley. Lors de son dernier passage en 1986, elle atteignait une magnitude d'environ +2, soit à peu près cinq fois moins lumineuse que Hale-Bopp, mais toujours visible à l'oeil nu. La particularité de Halley est sa période relativement courte de 76 ans, et ses nombreuses observations dont témoignent l'histoire depuis l'Antiquité, avant même que l'humanité ne sache ce qu'était une comète. Cette apparition nocturne semblait terrifier les foules à l'époque. Il a été calculé qu'au meilleur de sa forme et au plus proche de la Terre, en avril de l'an 837, elle serait apparue avec une magnitude de -3.9, soit presque la même brillance que Vénus !


NEOWISE atteint au mieux (en ce moment !) une magnitude d'environ 1.5. Beaucoup moins brillante que Hale-Bopp, donc. De plus, les comètes sont des objets beaucoup plus étendus dans le ciel que les étoiles qui ressemblent à des points : leur luminosité est donc plus diffuse, moins concentrée, et donc moins facile à repérer dans le ciel qu'une étoile à magnitude égale.


Les lumières de la ville


Enfin, un problème majeur rend difficile l'observation de NEOWISE : elle n'est pas très haute sur l'horizon, ce qui veut dire qu'elle peut être en partie cachée par le halo de pollution lumineuse de certains endroits. En effet, si vos environs sont fort urbanisés, avec beaucoup d'éclairage public, un halo orangé voile l'horizon. C'est la lumière des villes diffusée par l'atmosphère. Les objets de faibles brillances (grande magnitude) sont plus faciles à repérer au zénith, loin de l'horizon, que trop près du halo orangé.


Illustration de l'échelle de Bortle

Il existe une échelle de qualité du ciel de nuit, baptisée échelle de Bortle, qui va de 1 à 9, l'échelon 1 correspondant à un ciel noir parfait, et l'échelon 9 au ciel urbain de centre ville. La plupart des campagnes habitées se situent aux échelons 3 ou 4, ce qui malheureusement rend difficile l'observation d'objets faibles, surtout bas sur l'horizon et à l'oeil nu. L'image titre de ce post, par exemple, correspond à une somme de 10 vues de 30 secondes, prises avec un appareil photo réglé spécialement pour les objets faibles, bien plus éclatante que ce que l'on pourrait voir au même endroit sans instrument optique. Les deux images ci-dessous montrent à quoi ressemble NEOWISE à l'oeil nu, d'une part à New-York, un solide 9 sur l'échelle de Bortle, et d'autre part à Sunset Crater en Californie, avec un ciel rural.






Qu'à cela ne tienne ! Une comète est un phénomène rare à l'échelle humaine. Pourquoi ne pas prendre la voiture et chercher un lieu à l'abri des lumières, sombre et dégagé ? Pour davantage de conseils d'observation et de photos, rendez-vous sur les pages de la Société Astronomique et Liège et du Groupe d'Astronomie de Spa


Comment observer Neowise ?


En dépit de la merveilleuse marée de magnifiques photographies de NEOWISE qui inonde les média, celle-ci n'est pas donc spécialement facile à observer. Pour bien la voir, il faut d'abord savoir où elle se trouve. Il faut regarder vers le Nord, Nord-Ouest, entre la Grande Ourse et l'horizon, pour espérer la voir.


Position de la comète NEOWISE par rapport à la Grande Ourse. Les chiffres correspondent à la date en Juillet 2020. Image : Eddie Irizarry using Stellarium

Pour des conditions favorables, il faut attendre au moins une heure après le coucher de Soleil et se rendre sur un site peu affecté par la pollution lumineuse. N'oubliez pas de laisser à vos yeux au moins vingt minutes pour s'adapter à l'obscurité ! Une petite astuce est de regarder un tout petit peu à côté de la position de la comète : votre vision périphérique est meilleure dans l'obscurité que votre vision directe, puisque les cellules visuelles les plus sensibles à la lumière, les bâtonnets, sont plutôt concentrés sur l'extérieur de la rétine chez l'homme.


Le 20 juillet dernier, j'ai moi-même observé NEOWISE à l'aide de mon fidèle télescope. Alors que je m'occupais du télescope, mon fiancé, lui, s'occupait de l'appareil photo. Le télescope nous a montré la coma de NEOWISE dans le domaine visible, et la queue de poussières, dont la brillance avant malheureusement déjà commencé à faiblir. Les deux premières photos partagées ci-dessous ont été prises avec poses de 30 secondes, en réglant l'appareil avec une grande sensibilité* à la lumière. Ces réglages permettent de percevoir plus de flux lumineux que notre oeil, c'est pourquoi sur les photos, la comète apparaît fort visible. À l'oeil nu, sa luminosité n'était quasiment pas suffisante pour dépasser le halo de pollution lumineuse qui entourait notre site d'observation. La troisième photo a été prise avec les mêmes réglages et quelques post-traitements supplémentaires. La dernière photo, enfin, montre le travail d'observation en cours...!









Le ciel de nuit regorge de merveilles et est un bien précieux : la pollution lumineuse ne doit pas nous empêcher d'en profiter. Bonnes observations !












*réglages : sensibilité 1600 iso avec un objectif de 55mm



Sources


Meeus, J, 1985 : L'orbite de la comète P/Halley de -1403 à +2061, Ciel et Terre, Vol. 101, p. 213

Ressources "Earth Sky" (communauté en ligne d'observateurs)

Ressources de l'observatoire de Paris

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