Une chute de météorite dans le Jura

17 mai 2020 Non Par François Colas

Dans la nuit du 16 février 2020 à 21h22 UTC  (22h22m temps civil – CET), cinq témoins visuels et deux caméras du réseau FRIPON (Fireball Recovery and InterPlanetary Observation Network) ont détecté le passage d’un bolide très brillant passant dans le ciel franc-comtois. La couverture nuageuse cette nuit là n’a pas permis d’obtenir davantage de données mais, grâce à ces informations, le réseau FRIPON-Vigie Ciel (www.vigie-ciel.org) a tout de même pu déterminer la trajectoire du bolide, qui aurait abouti à la chute d’une météorite entre Dijon et Besançon.

La détection

Les témoins visuels

Cinq témoins ont rempli le formulaire de signalement de bolide disponible via la plateforme de témoignage vigie-ciel.imo.net et mis à disposition par l’American Meteor Society et ses partenaires. Ce bolide, très brillant et d’une couleur verte d’après les témoins, s’est éteint à une altitude de 32 km. Ces signalements ont permis la détermination d’une première estimation de la trajectoire de ce bolide au sud de Dole.

Figure 1 : Carte des témoins visuels et trajectoire estimée du météore. Crédit : AMS-IMO-VigieCiel

 

Détection par les caméras du réseau FRIPON

Figure 2 – Le bolide du 16 février 2020, 21h22min TU, filmé avec la caméra FRIPON de Dijon. Crédit : FRIPON/Vigie-Ciel

Le réseau FRIPON enregistre en continu les bolides les plus brillants. Il permet de lancer des alertes lorsqu’un événement se produit. Une fois les données téléchargées, le serveur de calcul situé à Marseille (Institut Pythéas) calcule les trajectoires, les orbites et, dans le cas d’un évènement important comme celui-ci, la zone de chute de la météorite associée. Les deux caméras ayant observé le phénomène appartiennent au réseau FRIPON et sont situées à Dijon et Chalon-sur-Saône. L’analyse de leurs enregistrements de la nuit du 16 février a permis de déterminer la zone de recherche de la météorite.

Voir la vidéo des enregistrements des caméras FRIPON ICI.

Les calculs

Les vidéos obtenues grâce aux caméras permettent de déterminer les paramètres physiques de l’objet, ainsi que son orbite, sa trajectoire et sa zone de chute.

Avant son entrée atmosphérique, le météoroïde à l’origine du bolide avait une masse d’environ 1.4 kg. Il est rentré dans l’atmosphère avec une vitesse estimée à 12 km/s et une inclinaison de 24,8° par rapport à l’horizontale, deux paramètres qui vont dans le sens d’une ablation assez faible de l’objet (c’est à dire que l’objet n’a perdu qu’une faible partie de sa masse lors de sa traversée de l’atmosphère).

La masse finale calculée de la météorite est de 1,2 kg et son altitude finale au moment de l’extinction du bolide était de 32 km. Ces paramètres, couplés aux données météo, ont permis de calculer la trajectoire durant la partie du vol sombre (en dessous de 32 km) et ainsi de déterminer la zone de chute de l’objet – ou des objets en cas de fragmentation.

Pour les plus curieux, voici un récapitulatif des paramètres de l’événement du 16 février 2020

1 – Trajectoire (vol brillant mesuré par les caméras FRIPON)

Longueur : 100 km
Durée : 9 s

Vitesse initiale : 12.1 km/s +/- 0.02
Masse initiale :  1.4 Kg  +/- 01
Diamètre initial : 8 cm
Inclinaison de la trajectoire : 24.8 degrés
Altitude initiale : 73 km

Vitesse finale :  7.4 km/s +/- 0.02
Masse finale : 1.2 kg +/-  0.25
Diamètre final : 7 cm
Altitude : finale : 32 km

2 – Orbite

(UA = Unité astronomique, 1 UA = Distance Terre-Soleil moyenne)
Périhélie                = 0.96 UA
Excentricité            = 0.34
Inclinaison            = 3.40 degrés
Longitude nœud ascendant     =  147 degrés
Argument du périhélie         =  338 degrés
Anomalie moyenne         =  1.48 degrés
Époque = 2020-02-01   03:16:34.625
Demi grand-axe             =  1.46 UA

Figure 3- Orbite du bolide du 16 février 2020 à 21h22min TU. L’image représente le système solaire intérieur avec les orbites des planètes telluriques. Le rond bleu est le lieu où se trouvaient la Terre et le météoroïde au moment de la collision. Crédit : FRIPON/Vigie-Ciel

Explication de ces paramètres :

La vitesse initiale de 12 km/s est une combinaison des vitesses orbitales de la Terre et du météoroïde. Cette vitesse est faible car, au moment de la rencontre des deux corps, leurs vitesses étaient presque parallèles et ils se déplaçaient dans la même direction. Cela peut se comprendre en regardant de plus près les paramètres orbitaux du météoroïde :
– son inclinaison était faible (3.4 degrés), son plan orbital était donc très proche de celui de la Terre ;
– son excentricité (qui caractérise le caractère elliptique de son orbite) était faible : 0.34. Il ne présentait donc pas une vitesse différentielle importante au moment de sa rencontre avec la Terre (dont l’excentricité est de 0.02) ;
– Son périhélie (endroit de l’orbite le plus proche du Soleil) était de 0.96 UA, très comparable à celui de Terre (1 UA) ;
– Son demi grand-axe (taille de son orbite) était de 1.46 UA proche de celui de la Terre (1 UA par définition).

Figure 4 – Altitude du phénomène lumineux du 16 février 2020 à 21h22min TU. Il a commencé à être détecté par les caméras FRIPON à 73 km d’altitude, puis a disparu à 32 km. Pour trouver la zone de chute de la météorite, il est nécessaire de prolonger la trajectoire visible par le calcul de ce que l’on appelle le “vol sombre” (Figure 6). Il est alors indispensable de tenir compte du vent et de la pression atmosphérique donnés par les modèles météo. Crédit : FRIPON/Vigie-Ciel
Figure 6 – Représentation de la chute du 16 février 2020, avec une première partie appelée « vol brillant » (moment ou le météore est visible par les caméras), puis une seconde partie appelée « vol sombre ». Au cours du vol sombre, le phénomène n’est plus visible : au début parce que le bolide n’est plus assez lumineux pour percer la couverture nuageuse et, ensuite, parce que la vitesse de la météorite est trop faible pour échauffer l’air. Crédit : FRIPON/Vigie-Ciel
Figure 8 – Trajectoire du bolide détecté par les caméras FRIPON de Dijon et Chalon sur Saône. Le phénomène n’a pas été détecté par d’autres caméras, en raison d’une couverture nuageuse importante. Même à Dijon et Chalon, il n’a pas été possible de voir le météore jusqu’à la toute fin. En effet, le météore est encore très rapide (7.4 km/s) lorsque les caméras cessent de le voir. La couverture nuageuse explique également le très petit nombre d’observateurs visuels (Figure 1). Si la météorite n’avait pas été freinée par l’atmosphère, elle serait tombé à l’est de Besançon. La zone de chute calculée (ellipse bleue) tient compte des paramètres de l’atmosphère (vent et pression) et d’une possible fragmentation, les plus gros objets moins freiné se trouvent à l’Est.
Crédit : FRIPON/Vigie-Ciel
Figure 5 – Vitesse du phénomène lumineux du 16 février 2020 à 21h22min TU. Cette courbe de vitesse en fonction de l’altitude est très similaire à celle du bolide italien du 1er janvier 2020, mais tronquée par les nuages dans sa partie basse. On voit aussi sur cette courbe que la vitesse initiale du bolide était extrêmement lente (12 km/s ou 43 000 km/h), alors que la vitesse d’un objet extraterrestre entrant en collision avec la Terre peut aller jusqu’à 72 km/s. Cet objet avait donc une vitesse initiale plus proche de celle d’une capsule Apollo (11 km/s) que, par exemple, de celle des étoiles filantes du mois d’août (58 km/s). C’est ce qui explique qu’une partie de l’objet qui était dans l’espace a pu survivre à sa rentrée atmosphérique, tout comme les capsules Apollo ! Crédit : FRIPON/Vigie-Ciel
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Figure 7 – Trajectoire mesurée avec les caméras FRIPON de Chalon sur Saône et de Dijon. S’il n’y avait pas eu freinage par l’atmosphère, la météorite aurait rencontré le sol près de Besançon. Crédit : FRIPON/Vigie-Ciel
Figure 9 – Courbes de lumière en fonction de l’altitude enregistrées par les deux caméras de Chalon-sur-Saône et Dijon. La magnitude apparente a un maximum de -6, ce qui correspond à un éclat 10 fois plus important que Vénus – planète qui est observable le soir en ce moment. La forte couverture nuageuse a empêché de voir le véritable éclat du bolide, lequel était sans doute plus de 100 fois plus important. Crédit : FRIPON/Vigie-Ciel

La recherche sur le terrain

Le programme de sciences participatives Vigie-Ciel a développé un réseau de relais et de participants formés à travers la France, capables de s’organiser lors d’une chute détectée par le réseau FRIPON afin de rechercher les météorites. La situation sanitaire actuelle et le peu de témoignages reçus ont retardé l’estimation de la zone de chute et la mise en place des recherches sur le terrain.

Néanmoins, le relais Vigie-Ciel de Besançon alerté début Mai a organisé une journée de recherche ce samedi 16 Mai après avoir obtenu l’accord des propriétaires des terrains concernés. Deux équipes de dix chercheurs (la situation liée au COVID-19 ne permettant pas de réunir des groupes plus importants) formés à la recherche de météorites se sont rendus sur les lieux.

Premier groupe de participants composé des membres du réseau franc-comtois rattaché au relais régional Vigie-Ciel. Ce relais associe l’Observatoire des Sciences de l’Univers THETA de Franche-Comté-Bourgogne et l’Association Astronomique de Franche-Comté.
Deuxième groupe de participants composé de membres du réseau rattachés à la Société Astronomique de Bourgogne, relais régional Vigie-Ciel. Crédit : SAB.

Les « cueilleurs de météorites » ont sillonné les champs tout en respectant un protocole établi grâce à l’expérience acquise lors des premières recherches test de météorites des dernières années. Le protocole stipule que la recherche est coordonnée par un relais local FRIPON/Vigie-Ciel (voir carte des relais sur vigie-ciel.org) et est effectuée par des participants ayant suivi une formation préalable. La recherche se fait par petits groupes sur les terrains pour lesquels une autorisation a été obtenue. Un certain nombre de précautions sont mises en œuvre, comme le fait de ne pas utiliser d’aimants afin de ne pas perturber la mémoire magnétique des météorites qui pourraient être retrouvées. 

Les habitants de la région ont pu être sensibilisés au programme de recherche et de sciences participatives FRIPON/Vigie-Ciel. Ils sont invités à ouvrir grand les yeux lors de leurs balades pour éventuellement reconnaître ces roches particulières et, en cas de découverte, contacter le relais le plus proche.

Et si vous participiez vous aussi à la recherche scientifique ? 

Si vous voyez un bolide dans le ciel, signalez-le sur : vigie-ciel.imo.net

Pour suivre l’actualité du projet FRIPON/Vigie-Ciel, et être contacté en cas de formation ou de chute dans la région, inscrivez-vous ici

Si vous voulez participer à la recherche de cratères d’impact, connectez-vous sur : vigie-cratere.org

Lexique

Un bolide est un météore (comme une étoile filante) très lumineux. On désigne généralement par bolide tout météore plus lumineux que la planète Vénus (l’astre le plus brillant du ciel après le Soleil et la Lune).

Un météore (une étoile filante) est le trait lumineux observé lorsqu’une poussière interplanétaire ou un météoroïde pénètre dans l’atmosphère terrestre à très grande vitesse (entre 12 et 72 km/s).

Un météoroïde est une petite particule de quelques millimètres à quelques dizaines de centimètres de diamètre qui se déplace dans l’espace. C’est elle qui donne naissance à un météore dans le cas où elle pénètre dans l’atmosphère de la Terre. Si le météoroïde est suffisamment massif, une partie de l’objet peut résister à la traversée de l’atmosphère et donner alors naissance à une météorite. Une météorite est le caillou rocheux ou métallique qui est retrouvé sur Terre lorsqu’une partie d’un météoroïde suffisamment massif a réussi à traverser l’atmosphère et à arriver au sol.