Les observations du passage de Vénus devant le Soleil le 8 juin 2004 et le calcul de l’UA Conférence préparée par: Jean-Eudes Arlot Directeur de recherche du CNRS Patrick Rocher Astronome à l’IMCCE

Pas de passage de Vénus au XXème siècle On n’a plus besoin des passages de Vénus: les astéroïdes se rapprochant de la Terre sont bien plus faciles à observer. Éros en 1900: P=8.806 UA = 149.4 Mkm Eros en 1930: P=8.790 UA = 149.7 Mkm ou bien avec Mars, par tir radar: Par radar en 1970: P = 8.79415 UA = 149.5978 Mkm Avec la sonde Viking+radar en 2000: UA = 149.597870691 Mkm Au XXIème siècle, nous avons observé le passage de 2004 avec l’aide des jeunes et des amateurs du monde entier. Serons-nous capable de calculer une unité astronomique?

Les participants au programme VT-2004 d’observation du passage du 8 juin

Que mesurer lors du passage? Un passage de Vénus dure de 5 à 8 heures: celui du 8 juin de 5h 24 à 11h 24 UTC à Paris t1 t1 : 1e contact t2 t2 : 2e contact t4 t4 : 4e contact t3 t3 : 3e contact t1, t4 : contacts extérieurs t2, t3 : contacts intérieurs t1 - t2 : entrée de la planète t3 - t4 : sortie de la planète Les contacts extérieurs ne sont pas observables Mesurer l’instant des contacts en Temps Universel

Carte de visibilité

Circonstances locales Fin du passage à 11h 23m 34s UT hauteur du Soleil : 63,5° azimut du Soleil : 346,4° Début du passage à 5h 20m 6s UT hauteur du Soleil : 12,4° azimut du Soleil : 249,3° Maximum du passage à 8h 22m 53s UT hauteur du Soleil : 41,9° azimut du Soleil :283,5° Pour Paris : T1 : premier contact extérieur à 5h 20m 06s UTC Z=159,8° P= 117,7° T2 : premier contact intérieur à 5h 39m 48.s UTC Z= 164,2° P= 121,0° M : maximum à 8h 22m 53s UT distance entre les centres : 10’ 40,9” T3 : dernier contact intérieur à 11h 4m 20s UTC Z=228,9° P= 212,4° T4 : dernier contact extérieur à 11h 23m 34sUTC Z=225,0° P=215,6°

Méthode la plus sûre: la projection Carton d’ombre Carton de projection Lunette Lumière solaire Oculaire

Le Solarscope

Le solarscope

Circonstances locales

Effet de la "goutte noire" Avant le contact Soleil Contact intérieur Soleil Détachement attendu Soleil ~10 s après le contact Soleil L'identification des contacts est imprécise

La « goutte noire » La « goutte noire » est un effet de la diffraction de la lumière.

Premiers contacts

La goutte noire: lunette de 10 cm

L’effet de parallaxe

Les images de TRACE Le mouvement rapide de TRACE autour de la Terre montre bien l’effet de parallaxe

Le calcul de l’unité astronomique

Le calcul de l’UA Le 8 juin à 14h Le 13 juin à 14h Inscrits: 2228 Observateurs: 640 Contacts observés: 1882 UA calculée = 149 599 008 km Écart à l’UA UAI = 1138 km Soit: 0,001 % Dispersion: 1,5 % Le 13 juin à 14h Inscrits: 2434 Observateurs: 1109 Contacts observés: 3185 UA calculée = 149 589 751 km Écart à l’UA UAI = 8119 km Soit 0,005 % Dispersion: 1,5%

Quelques remarques sur les résultats obtenus le 8 juin 2004 Nous avons travaillé en temps réel alors que Delisle a attendu de recevoir toutes les mesures pour faire ces calculs  utilisation d’un algorithme de calcul convergent Nos observateurs étaient disposés n’importe où alors que Halley avait défini des zones optimales pour placer les observateurs  les bonnes mesures ne donnent pas toujours les meilleurs résultats Les observateurs ne mesuraient pas une distance mais un temps  difficulté d’expliquer la combinaison des mesures pour arriver à l’UA

Images en Halpha

L’atmosphère de Vénus Image du Dutch Open Telescope (îles Canaries); ouverture 45 cm

Avec un filtre Halpha, Vénus est visible avant le contact

Nuages à Johannesburg

À Barcelone avec une lunette de 7 cm

« Chapelet d’images » avec filtre de densité 4

Coucher de Soleil sur le lac Erié

Comparaison entre les différents calculs de l’UA Epoque UA en km Erreur estimée Diff. à la « vraie » UA méthode XVIIème 94 000 000 unknown 55 597 870 Horrocks XVIIIème: 1761 138 540 000 14 400 000 11 057 870 Pingré & Short 1761 & 1769 151 000 000 1 500 000 1 402 130 Lalande & Pingré 149 670 000 850 000 72 130 recalculé par Newcomb XIXème: 1874 & 1882 330 000 Newcomb XXIème: 2004 149 608 708 11 835 10 838 VT-2004

Conclusions Avant le XVIIIème siècle, l’UA était très sous-estimée. Dès le XVIIIème siècle, l’UA est bien déterminée. Le XIXème siècle améliore la valeur de l’UA seulement en améliorant les longitudes des lieux et la précision des horloges en Temps Universel. Les résultats du XXIème siècle sont étonnamment bons en dépit de l’inexpérience des observateurs car: Le GPS permet d’avoir des longitudes exactes Le Temps Universel est disponible partout L’optique des télescopes minimise la goutte noire Les récepteurs CCD permettent d’enregistrer le phénomène et d’obtenir de très bons timings

© VT-2004/IMCCE Provenance des informations contenues dans ce diaporama: P. Rocher (IMCCE/observatoire de Paris, F. Mignard (Observatoire de la Côte d’Azur/CNRS), J.E. Arlot (IMCCE/CNRS) J.M. Malherbe (LESIA/observatoire de Paris) J. Normand (IMCCE/observatoire de Paris) G. Artzner (CNRS) European Southern Observatory (Garching) Ralph Vandebergh SOHO Dutch Open Telescope