14.1 : Météores

Objectifs d'apprentissage

À la fin de cette section, vous serez en mesure de :

• Expliquez ce qu'est un météore et pourquoi il est visible dans le ciel nocturne
• Décrire l'origine des pluies de météores

Comme nous l'avons vu dans Comets and Asteroids : Debris of the Solar System, les glaces des comètes s'évaporent lorsqu'elles se rapprochent du Soleil, projetant ainsi des millions de tonnes de roches et de poussières dans le système solaire interne. Il y a aussi de la poussière provenant d'astéroïdes qui sont entrés en collision et se sont brisés. La Terre est entourée de ce matériau. Lorsque chacune des particules de poussière ou de roche les plus grosses pénètre dans l'atmosphère de la Terre, elle crée une brève traînée de feu ; on l'appelle souvent étoile filante, mais on l'appelle à juste titre un météore.

Observation des météores

Les météores sont de minuscules particules solides qui pénètrent dans l'atmosphère de la Terre à partir de l'espace interplanétaire. Comme les particules se déplacent à des vitesses de plusieurs kilomètres par seconde, la friction avec l'air les vaporise à des altitudes comprises entre 80 et 130 kilomètres. Les éclairs de lumière qui en résultent s'estompent en quelques secondes. Ces « étoiles filantes » tirent leur nom du fait que, la nuit, leurs vapeurs lumineuses ressemblent à des étoiles se déplaçant rapidement dans le ciel. Pour être visible, un météore doit se trouver dans un rayon d'environ 200 kilomètres de l'observateur. Lors d'une nuit sombre et sans lune typique, un observateur attentif peut voir une demi-douzaine de météores par heure. Ces météores sporadiques, ceux qui ne sont pas associés à une pluie de météores (expliqués dans la section suivante), sont des phénomènes aléatoires. Sur l'ensemble de la Terre, le nombre total de météores suffisamment brillants pour être visibles s'élève à environ 25 millions par jour.

Le météore typique est produit par une particule d'une masse inférieure à 1 gramme, pas plus grande qu'un pois. Comment pouvons-nous voir une si petite particule ? La lumière que vous voyez provient de la région beaucoup plus vaste de gaz chaud et incandescent qui entoure ce petit grain de matière interplanétaire. En raison de sa vitesse élevée, l'énergie d'un météore de la taille d'un pois est aussi importante que celle d'un obus d'artillerie tiré sur la Terre, mais cette énergie est dispersée dans les hautes couches de l'atmosphère terrestre. (Lorsque ces minuscules projectiles touchent un corps sans air comme la Lune, ils forment de petits cratères et pulvérisent généralement la surface.)

Si une particule de la taille d'une balle de golf entre en contact avec notre atmosphère, elle produit une traînée beaucoup plus lumineuse appelée boule de feu (Figure\(\PageIndex{1}\)). Une pièce aussi grosse qu'une boule de bowling a de bonnes chances de survivre à son entrée ardente si sa vitesse d'approche n'est pas trop élevée. La masse totale de matière météorique pénétrant dans l'atmosphère de la Terre est estimée à environ 100 tonnes par jour (ce qui semble beaucoup si vous imaginez que tout tombe au même endroit, mais souvenez-vous qu'il est réparti sur toute la surface de notre planète).

Figurine\(\PageIndex{1}\) Fireball. Lorsqu'un plus gros morceau de matière cosmique frappe l'atmosphère de la Terre, il peut former une boule de feu brillante. Cette image de météore accélérée a été capturée en avril 2014 au Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) d'Atacama. La trace visible provient du gaz brûlant autour de la particule.

Bien qu'il soit difficile de capturer des images de boules de feu et d'autres météores à l'aide de photographies fixes, il est facile de capturer le mouvement de ces objets sur vidéo. L'American Meteor Society gère un site Web sur lequel ses membres peuvent partager de telles vidéos.

Pluies de météores

Bon nombre, voire la plupart, des météores qui frappent la Terre sont associés à des comètes spécifiques. Certaines de ces comètes périodiques reviennent encore à notre vue ; d'autres se sont effondrées il y a longtemps, ne laissant qu'une traînée de poussière derrière elles. Les particules de poussière d'une comète donnée conservent approximativement l'orbite de leur mère, continuant à se déplacer ensemble dans l'espace mais se répandant sur l'orbite avec le temps. Lorsque la Terre, lors de ses déplacements autour du Soleil, traverse un tel flux de poussière, nous assistons à une soudaine explosion d'activité météorique qui dure généralement plusieurs heures ; un tel événement est appelé pluie de météores.

Les particules de poussière et les cailloux qui produisent les pluies de météores se déplacent ensemble dans l'espace avant de rencontrer la Terre. Ainsi, lorsque nous observons l'atmosphère, leurs trajectoires parallèles semblent se diriger vers nous depuis un endroit du ciel appelé radieux. C'est la direction dans l'espace à partir de laquelle le flux de météores semble diverger, tout comme les longues voies ferrées semblent diverger à partir d'un seul point de l'horizon (Figure\(\PageIndex{2}\)). Les pluies de météores sont souvent désignées par la constellation dans laquelle se trouve ce rayonnement : par exemple, la pluie de météores des Perséides a son rayonnement dans la constellation de Persée. Mais il est probable que vous apercevrez des pluies de météores n'importe où dans le ciel, et pas seulement dans la constellation du radieux. Les caractéristiques de certaines des pluies de météores les plus célèbres sont résumées dans le tableau\(\PageIndex{1}\).

Figure\(\PageIndex{2}\) rayonnante d'une pluie de météores. Les traces des météores divergent à partir d'un point éloigné, tout comme semblent le faire de longues voies ferrées parallèles.

Tableau\(\PageIndex{1}\) des principales pluies annuelles de météores
Nom de la douche	Date maximale	Objet parent associé	Période de la comète (années)
\ (\ PageIndex {1} \) Principales pluies annuelles de météores Name">Quadrantid	\ (\ PageIndex {1} \) Principales pluies annuelles de météores Date de maximum">3 au 4 janvier	\ (\ PageIndex {1} \) Principales pluies annuelles de météores Object">2003eh (astéroïde)	\ (\ PageIndex {1} \) Pluies de météores annuelles majeures Période de la comète (années) « >—
\ (\ PageIndex {1} \) Principales pluies annuelles de météores Name">Lyrid	\ (\ PageIndex {1} \) Principales pluies annuelles de météores Date de maximum">22 avril	\ (\ PageIndex {1} \) Principales pluies annuelles de météores Object parent associé">Comète Thatcher	\ (\ PageIndex {1} \) Pluies de météores annuelles majeures Période de la comète (années) « >415
\ (\ PageIndex {1} \) Principales pluies annuelles de météores Name">Eta Aquarid	\ (\ PageIndex {1} \) Principales pluies annuelles de météores Date de maximum">4 au 5 mai	\ (\ PageIndex {1} \) Principales pluies annuelles de météores Object parent associé">Comète Halley	\ (\ PageIndex {1} \) Pluies de météores annuelles majeures Période de la comète (années) « >76
\ (\ PageIndex {1} \) Principales pluies annuelles de météores Name">Delta Aquarid	\ (\ PageIndex {1} \) Principales pluies annuelles de météores Date de maximum">29-30 juillet	\ (\ PageIndex {1} \) Principales pluies annuelles de météores Object parent associé">Comète Machholz	\ (\ PageIndex {1} \) Pluies de météores annuelles majeures Période de la comète (années) « >—
\ (\ PageIndex {1} \) Principales pluies annuelles de météores Name">Perséide	\ (\ PageIndex {1} \) Principales pluies annuelles de météores Date de maximum">11 au 12 août	\ (\ PageIndex {1} \) Principales pluies annuelles de météores Object parent associé">Comète Swift-Tuttle	\ (\ PageIndex {1} \) Pluies de météores annuelles majeures Période de la comète (années) « >133
\ (\ PageIndex {1} \) Principales pluies annuelles de météores Name">Orionid	\ (\ PageIndex {1} \) Principales pluies annuelles de météores Date de maximum">20-21 octobre	\ (\ PageIndex {1} \) Principales pluies annuelles de météores Object parent associé">Comète Halley	\ (\ PageIndex {1} \) Pluies de météores annuelles majeures Période de la comète (années) « >76
\ (\ PageIndex {1} \) Principales pluies annuelles de météores Nom">Tauride méridional	\ (\ PageIndex {1} \) Principales pluies annuelles de météores Date de maximum">31 octobre	\ (\ PageIndex {1} \) Principales pluies annuelles de météores Object parent associé">Comète Encke	\ (\ PageIndex {1} \) Pluies de météores annuelles majeures Période de la comète (années) « >3
\ (\ PageIndex {1} \) Principales pluies annuelles de météores Name">Leonid	\ (\ PageIndex {1} \) Principales pluies annuelles de météores Date de maximum">16-17 novembre	\ (\ PageIndex {1} \) Principales pluies annuelles de météores Object parent associé">Comète Tempel-Tuttle	\ (\ PageIndex {1} \) Pluies de météores annuelles majeures Période de la comète (années) « >33
\ (\ PageIndex {1} \) Principales pluies annuelles de météores Name">Géminid	\ (\ PageIndex {1} \) Principales pluies annuelles de météores Date de maximum">13 décembre	\ (\ PageIndex {1} \) Principales pluies annuelles de météores Object parent associé">Phaéton (astéroïde)	\ (\ PageIndex {1} \) Pluies annuelles majeures de météores Période de la comète (années) » style="text-align:justify ; « >1.4

La poussière de météorite n'est pas toujours répartie uniformément le long de l'orbite de la comète, de sorte que certaines années, on voit plus de météores lorsque la Terre croise le flux de poussière, et moins d'autres années. Par exemple, une distribution très grumeleuse est associée aux météores Leonid qui, en 1833 et de nouveau en 1866 (après un intervalle de 33 ans, soit la période de la comète) ont produit les pluies les plus spectaculaires (parfois appelées tempêtes de météores) jamais enregistrées (Figure\(\PageIndex{3}\)). Lors de la tempête Leonid du 17 novembre 1866, jusqu'à une centaine de météores ont été observés par seconde à certains endroits. La pluie de léonides de 2001 n'a pas été aussi intense, mais elle a culminé à près d'un millier de météores par heure, soit une toutes les quelques secondes, observables depuis n'importe quel site d'observation sombre.

Figurine\(\PageIndex{3}\) Leonid Meteor Storm. Une peinture représente la grande pluie de météores ou tempête de 1833, présentée avec un peu de licence artistique.

L'exposition annuelle de météores la plus fiable est la pluie des Perséides, qui apparaît chaque année pendant environ trois nuits près du 11 août. En l'absence de clair de lune, vous pouvez voir un météore toutes les quelques minutes pendant une pluie typique des Perséides. Les astronomes estiment que la masse totale combinée des particules de l'essaim des Perséides est de près d'un milliard de tonnes ; la comète qui a donné naissance aux particules de cet essaim, appelée Swift-Tuttle, devait initialement avoir au moins cette masse. Cependant, si sa masse initiale était comparable à celle mesurée pour la comète Halley, Swift-Tuttle aurait alors contenu plusieurs centaines de milliards de tonnes, ce qui suggère que seule une infime fraction de la matière cométaire d'origine survit dans le flux de météores.

L'Académie des sciences de Californie propose un court guide animé sur « Comment observer une pluie de météores ».

Aucun météore n'a jamais survécu à son vol dans l'atmosphère et n'a jamais été récupéré pour analyse en laboratoire. Cependant, il existe d'autres moyens d'étudier la nature de ces particules et ainsi de mieux comprendre les comètes dont elles sont dérivées. L'analyse des trajectoires de vol des météores montre que la plupart d'entre eux sont très légers ou poreux, avec des densités généralement inférieures à 1,0 g/cm ³. Si vous placez un amas de météorite de la taille d'un poing sur une table sous l'effet de la gravité de la Terre, il risque de s'effondrer sous son propre poids.

Ces particules légères se décomposent très facilement dans l'atmosphère, ce qui explique que même des pluies de météores relativement importantes n'atteignent pas le sol. La poussière de comète est apparemment duveteuse, plutôt insignifiante. La mission Stardust de la NASA a utilisé une substance spéciale, appelée aérogel, pour collecter ces particules. Nous pouvons également le déduire des minuscules particules de comètes récupérées dans l'atmosphère de la Terre à l'aide d'avions volant à haute altitude (voir Figure\(13.3.4\)). Ce duvet, de par sa nature même, ne peut atteindre la surface de la Terre intacte. Cependant, des fragments plus importants provenant d'astéroïdes arrivent dans nos laboratoires, comme nous le verrons dans la section suivante.

se doucher avec les étoiles

L'observation d'une pluie de météores est l'une des activités d'astronomie les plus faciles et les plus agréables pour les débutants (Figure). La meilleure chose à ce sujet, c'est que vous n'avez pas besoin de télescope ou de jumelles. En fait, elles vous gêneraient. Ce dont vous avez besoin, c'est d'un site éloigné des lumières de la ville, avec une vue imprenable sur le ciel le plus possible. Bien que les courtes lignes lumineuses tracées dans le ciel par des météores individuels puissent, en théorie, être tracées jusqu'à un point rayonnant (comme le montre la figure), les rapides éclats de lumière qui représentent la fin du météore peuvent se produire n'importe où au-dessus de vous.

Figure Pluie\(\PageIndex{4}\) de météores des Perséides. Cette exposition de vingt-deuxième montre un météore pendant la pluie de météores des Perséides de 2015.

La clé pour observer les pluies de météores n'est pas de restreindre votre champ de vision, mais de vous allonger et de scruter le ciel avec vigilance. Essayez de choisir une bonne douche (voir la liste dans le tableau) et une nuit où la lune ne brillera pas au moment où vous observez. La Lune, les lampadaires, les phares des véhicules, les lampes de poche lumineuses et les écrans de téléphones portables et de tablettes vous empêcheront de voir les faibles traînées de météores.

Vous verrez d'autres météores après minuit, lorsque vous serez sur l'hémisphère de la Terre orienté vers l'avant, dans le sens de la révolution de la Terre autour du Soleil. Avant minuit, vous observez depuis la « face arrière » de la Terre, et les seuls météores que vous verrez seront ceux qui se sont déplacés assez vite pour suivre le mouvement orbital de la Terre.

Lorsque vous vous êtes éloigné de toutes les lumières, accordez environ 15 minutes à vos yeux pour qu'ils « s'adaptent à l'obscurité », c'est-à-dire que les pupilles de vos yeux s'ouvrent le plus possible. (Cette adaptation est la même chose qui se passe dans une salle de cinéma sombre. Lorsque vous entrez pour la première fois, vous ne pouvez rien voir, mais au fur et à mesure que vos pupilles s'ouvrent de plus en plus, vous pouvez voir assez clairement à la faible lumière de l'écran et remarquer tout ce pop-corn renversé sur le sol.)

Les observateurs aguerris de météorites trouvent une colline ou un champ ouvert et n'oubliez pas d'emporter des vêtements chauds, une couverture et un thermos de café chaud ou de chocolat. (C'est aussi agréable d'emmener quelqu'un avec qui vous aimez vous asseoir dans le noir.) Ne vous attendez pas à assister à des feux d'artifice ou à un spectacle laser : les pluies de météores sont des phénomènes subtils, qu'il vaut mieux aborder avec patience, car une partie de la poussière que vous observez brûler a peut-être d'abord été accumulée dans sa comète mère il y a plus de 4,5 milliards d'années, alors que le système solaire venait tout juste de se former.

Concepts clés et résumé

Lorsqu'un fragment de poussière interplanétaire frappe l'atmosphère de la Terre, il brûle pour créer un météore. Des courants de particules de poussière qui se déplacent ensemble dans l'espace produisent des pluies de météores, au cours desquelles nous voyons des météores diverger d'un point du ciel appelé le rayonnement de la pluie. De nombreuses pluies de météores se produisent chaque année et sont associées à des comètes particulières qui ont laissé de la poussière lorsqu'elles se rapprochent du Soleil et que leurs glaces s'évaporent (ou se sont fragmentées en petits morceaux).

Lexique

météore

un petit morceau de matière solide qui pénètre dans l'atmosphère de la Terre et brûle, communément appelé étoile filante parce qu'il est vu comme un petit flash de lumière

pluie de météores

de nombreux météores semblent rayonner à partir d'un point du ciel ; ils sont produits lorsque la Terre traverse un flux de poussière cométaire