Météores
Les Météores
Qu'est-ce qu'un météore ?
Un météoroïde est un petit corps céleste, généralement un fragment de roche ou de métal, qui voyage dans l'espace à des vitesses allant de ∼ 11 à ∼ 72 km/s. Les météoroïdes sont de taille variable, allant de minuscules particules de ∼ 10 μm à des objets plus grands pouvant atteindre 1 m. Ils proviennent de diverses sources, telles que des astéroïdes, des comètes ou même des éjectas lunaires.
Lorsque ces météoroïdes pénètrent dans l'atmosphère terrestre, ils subissent d’immenses frottements qui les font chauffer et émettre une traînée lumineuse, généralement entre 80 et 120 km d'altitude. Cette manifestation visible est ce que nous percevons comme un météore, communément appelé étoile filante. Si la majorité des météoroïdes se désintègrent complètement au cours de leur descente, certains, plus gros, atteignent la surface de la Terre et deviennent des météorites.
La plupart des météores se produisent à tout moment et dans n'importe quelle direction. Ils appartiennent à ce que l'on appelle les météores sporadiques. Ils constituent la majeure partie des météores qui tombent dans l'atmosphère terrestre. Cependant, il existe une deuxième population de météores, souvent associée aux poussières libérées par une comète lorsqu'elle s'approche du soleil. Si la Terre croise l'orbite de cette comète, elle connaît chaque année à la même époque une activité météorique accrue, appelée pluie de météores.
En raison d'un effet géométrique, tous les météores appartenant à une pluie de météores semblent provenir d'un même point dans le ciel, appelé le radiant. Chaque pluie de météores porte le nom de la constellation d'où les météores semblent provenir. Par exemple, le radiant des Perséides est situé dans la constellation de Persée. Son activité maximale se situe dans la nuit du 12 au 13 août, où l'on peut observer jusqu'à 100 météores par heure dans des circonstances idéales.
Pourquoi étudier les météores ?
Différences entre météoroïde, météore (étoile filante) et météorite. La pluie de météores des Perséides en août 2009. Crédits: NASA/JPL
L'étude des météores est essentielle pour plusieurs objectifs scientifiques. L'un des aspects les plus importants est la détection de nouvelles pluies de météores. En observant l'activité météorique et en notant des schémas de répétition dans la chronologie et la direction des météores, les astronomes peuvent déterminer l'existence de pluies de météores inconnues jusqu'alors. En outre, les météores fournissent des indices vitaux sur leurs corps parents - les comètes et les astéroïdes. L'analyse de la composition chimique et des rapports isotopiques des météoroïdes permet de retracer leur origine, ce qui est essentiel pour comprendre la formation et l'évolution de notre système solaire.
Les météores jouent également un rôle essentiel dans la protection des engins spatiaux, qui sont constamment exposés aux risques posés par les météoroïdes. Bien qu'ils soient moins abondants que les débris spatiaux en orbite terrestre basse, les météoroïdes ont souvent une vitesse beaucoup plus élevée et constituent donc une source importante de dégâts potentiels pour les engins spatiaux. Ce risque est encore plus critique pour les voyages interplanétaires. Par conséquent, la détermination des flux, des vitesses et des directions des météores est importante pour les agences spatiales et les sociétés spatiales privées.
Comme les météores se désintègrent à environ 100 km d'altitude, ils fournissent un échantillonnage continu de la mésosphère et de la thermosphère basse (MLT). En raison de sa position, la MLT est trop haute pour les ballons, qui ne peuvent voler qu'à quelques dizaines de kilomètres, et trop basse pour les satellites. En observant les météores, les scientifiques peuvent obtenir des informations sur la vitesse des vents dans la MLT et sur d'autres paramètres atmosphériques, tels que la distribution de la vapeur d'eau, de l’ozone et de la température. Ces recherches sont essentielles pour les modèles de circulation globale de l'atmosphère et sont donc utiles aux climatologues.
Comment observer les météores ?
Les météores peuvent être détectés et examinés visuellement ou par des observations radio. Le groupe COMETA héberge différents projets d'observation des météores : BRAMS, CAMS et FRIPON.
Le réseau BRAMS (Belgian RAdio Meteor Stations) est une infrastructure de recherche développée par l'Institut d'Aéronomie Spatiale de Belgique (IASB) depuis 2010, dans le cadre du Centre d'Excellence Solaire-Terrestre (STCE). Il utilise la diffusion « vers l’avant » d'ondes radio à très haute fréquence (VHF) sur les traînées ionisées des météores pour détecter et caractériser les météoroïdes tombant dans l'atmosphère terrestre. En octobre 2023, le réseau comprend un émetteur, 46 stations de réception (la plupart en Belgique, quelques-unes en France, au Luxembourg et aux Pays-Bas) et un interféromètre. Contrairement aux observations optiques, la détection radio peut se faire de jour, indépendamment des conditions météorologiques. Les systèmes radio tels que BRAMS sont également sensibles aux météores plus faibles et donc aux météoroïdes de plus petite masse.
Diffusion « vers l’avant » d’une onde radio sur une traînée ionisée de météore
Exemple d’une station réceptrice BRAMS
Le réseau CAMS (Cameras for Allsky Meteor Surveillance) est un système mondial de caméras conçu pour surveiller et enregistrer les météores dans le ciel nocturne. Il s'agit d'un réseau de caméras vidéo à haute résolution et à faible luminosité qui surveillent en permanence le ciel à la recherche de météores. Les données recueillies par ces caméras sont utilisées pour suivre et analyser les trajectoires des météores, déterminer leurs orbites et étudier leurs caractéristiques. Les informations recueillies par CAMS permettent de mieux comprendre les pluies de météores et l'origine des météoroïdes. En octobre 2023, le réseau CAMS au Benelux est composé d'une centaine de caméras qui couvrent le ciel de la Belgique, des Pays-Bas, du Luxembourg et d'une partie de l'Allemagne.
Exemple d’une caméra CAMS
FRIPON (Fireball Recovery and InterPlanetary Observation Network) est un réseau de caméras qui surveille en permanence le ciel pour détecter les bolides, qui sont des météores d'une magnitude inférieure à -4, équivalente à celle de la planète Vénus. FRIPON reconstruit l'orbite de chaque objet pour identifier son corps parent potentiel. De plus, il détermine automatiquement la trajectoire du bolide dans l'atmosphère pour identifier la zone d'impact au sol, ce qui permet d'organiser la recherche de météorites. Le réseau est constitué de plus de 100 caméras connectées couvrant l'ensemble du territoire français. FRIPON comprend également des dizaines de caméras à l'étranger grâce à des partenaires tels que PRISMA (Italie) et SCAMP (Royaume-Uni).
Exemple d’une caméra FRIPON
