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Pré-découverte

La pré-découverte est en astronomie le fait de retrouver l'image d'un objet dans d'anciennes images archivées (dessins puis photos). Ceci arrive le plus souvent avec des planètes mineures, mais aussi parfois pour une comète, une planète naine, ou encore un satellite naturel. Des pré-découvertes d'exoplanètes sont même rapportées[1].

Contexte et méthode

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Le calcul de l'orbite d'un objet astronomique requiert de mesurer sa position à de multiples reprises. Plus ces observations sont séparées dans le temps, plus l'orbite sera calculée précisément. Cependant, pour un objet fraîchement découvert, seules des observations sur quelques jours ou quelques semaines peuvent être disponibles, ce qui ne permet que de calculer une orbite préliminaire peu précise.

Lorsqu'un objet a un intérêt particulier (tel qu'un astéroïde risquant de percuter la Terre), les chercheurs commencent à rechercher des images d'avant la découverte. En utilisant l'orbite préliminaire qui a été calculée, ils peuvent prédire où l'objet devrait apparaître sur les anciennes images d'archive. On recherche ces images, datant parfois de plusieurs dizaines d'années, pour vérifier si l'objet n'avait pas en fait été déjà photographié. S'il avait déjà été vu, une orbite beaucoup plus précise peut alors être calculée.

Jusqu'à l'accès à grande échelle d'ordinateurs rapides, il n'était pas pratique d'analyser et de mesurer les images pour la découverte de possibles planètes mineures car cela demandait une quantité de travail manuel considérable. Le plus souvent, ces images avaient été faites des années voire des décennies auparavant dans un tout autre but (études de galaxies, etc.) et on n'avait pas le temps de rechercher des images de pré-découverte d'astéroïdes ordinaires. Les ordinateurs peuvent facilement analyser les images astronomiques numériques et les comparer aux catalogues d'étoiles contenant jusqu'à un milliard de positions d'étoiles pour voir si une de ces « étoiles » est en réalité l'image pré-découverte d'un objet nouvellement découvert. Cette technique est utilisée depuis le milieu des années 1990 pour déterminer les orbites d'un grand nombre de planètes mineures.

Étymologie et terminologie

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Le nom anglophone precovery est la contraction de pre-discovery recovery, que l'on peut traduire plus ou moins par « redécouverte avant la découverte », où recovery (littéralement « récupération », ici plutôt « redécouverte ») désigne le fait de faire de nouvelles observations d'un objet déjà observé par le passé après une période de non-observation[2],[3].

Le terme de « pré-découverte » (precovery) fait référence à une image antérieure à la découverte et ne doit pas être confondu avec la notion de « redécouverte » (recovery) qui se réfère au fait d'imager un objet qui avait été perdu et n'était plus visible (par exemple parce qu'il passait derrière le Soleil) mais est de nouveau visible maintenant.

Exemples

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Un cas extrême de pré-découverte est celui d'un objet découvert le et désigné provisoirement 2000 YK66. Une orbite d'objet géocroiseur fut alors calculée et il s'avéra qu'il avait déjà été découvert le , recevant à l'époque la désignation provisoire 1950 DA. La période exceptionnellement longue entre les deux observations permit de calculer son orbite de façon extrêmement précise et de constater qu'il avait un petit risque d'entrer en collision avec la Terre. Un numéro fixe lui fut attribué : (29075) 1950 DA.

L'astéroïde (69230) Hermès fut découvert en 2003 et numéroté, mais on se rendit compte qu'il était déjà connu depuis 1937, sous la désignation provisoire 1937 UB et le nom Hermès. Le centaure (2060) Chiron fut découvert en 1977, mais des images de pré-découvertes remontant à 1895 furent retrouvées[4] !

Un autre cas extrême de pré-découverte concerne la planète Neptune. Galilée observa Neptune le et le , lorsque cette planète était située à un point de son orbite pratiquement juste derrière Jupiter, vu depuis la Terre. Étant donné que le mouvement de Neptune est extrêmement lent et que la planète apparaît très peu brillante par rapport aux autres planètes connues à l'époque, Galilée prit par erreur Neptune pour une étoile fixe, laissant Neptune non découverte jusqu'en 1846. Il nota néanmoins que l'« étoile » Neptune semblait se déplacer, remarquant qu'entre ses deux observations la distance apparente de l'objet par rapport à une autre étoile avait changé[5]. Charles T. Kowal, qui identifia cette pré-découverte en 1980, était en quête d'observations anciennes de Neptune et rechercha pour cela les moments postérieurs à l'invention du télescope où elle se trouvait en conjonction avec d'autres planètes[5]. Deux conjonctions avec Jupiter étaient potentiellement exploitables : janvier 1613 et septembre 1702[5]. Kowal choisit l'année 1613 car, à cette époque, seul Galilée pratiquait l'astronomie avec un instrument optique, ce qui facilitait la recherche[5]. Cependant, contrairement à des images photographiques, des dessins tels que ceux faits par Galilée ne sont généralement pas assez précis pour affiner l'orbite d'un objet.

En 1795, Lalande prit également Neptune pour une étoile[6]. En 1690, John Flamsteed fit la même erreur avec Uranus, la cataloguant même en tant que « 34 Tauri ».

Tableaux comparatifs entre date de découverte et date de plus ancienne pré-découverte

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Planètes

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Seules Uranus et Neptune apparaissent, les autres planètes étant connues depuis l'Antiquité.

Planète Date de
découverte		 Date de
pré-découverte		 Écart
Uranus 13/03/1781
(W. Herschel)		 23/12/1690
(« 34 Tauri » par J. Flamsteed)
possiblement 128 av. J.-C.
(Hipparque)[7],[8]
 90 ans, 2 mois et 18 jours

1 909 ans
Neptune 31/08/1846
(publication des calculs d'U. Le Verrier)
23/09/1846
(obs. de J. G. Galle sur les indications d'U. Le Verrier)		 28/12/1612
(Galilée)		 233 ans, 8 mois et 3 jours
(par rapport à Le Verrier)
233 ans, 8 mois et 26 jours
(par rapport à Galle)

Planètes naines

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Planètes naines reconnues

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Planète
naine		 Date de
découverte		 Date de
pré-découverte		 Écart
(134340) Pluton 23/01/1930
(C. W. Tombaugh)		 1909 21 ans
(136108) Hauméa 07/03/2003 22/03/1955[9] 47 ans, 11 mois et 13 jours
(136199) Éris 21/10/2003
(M. E. Brown, C. A. Trujillo et D. Rabinowitz)		 03/09/1954[10] 49 ans, 1 mois et 18 jours
(136472) Makémaké 31/03/2005
(M. E. Brown, C. A. Trujillo et D. Rabinowitz)		 29/01/1955[11] 50 ans, 2 mois et 2 jours

Planètes naines potentielles

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Objet Date de
découverte		 Date de
pré-découverte		 Écart
(2) Pallas 28/03/1802
(Heinrich Olbers)		 06/04/1779 (Charles Messier) 22 ans, 11 mois et 22 jours
(38628) Huya 10/03/2000
(I. Ferrin)		 09/04/1996[12] 3 ans, 11 mois et 1 jour
(20000) Varuna 28/11/2000
(Robert McMillan (Spacewatch))		 24/11/1954[13] 46 ans et 7 jours
(28978) Ixion 22/05/2001
(Deep Ecliptic Survey)		 17/07/1982[14] 18 ans, 10 mois et 5 jours
(50000) Quaoar 04/06/2002
(C. A. Trujillo et M. E. Brown)		 25/05/1954[15] 48 ans et 10 jours
(90377) Sedna 14/11/2003
(M. E. Brown, C. A. Trujillo et D. Rabinowitz)		 25/09/1990[16] 13 ans, 1 mois et 20 jours
(90482) Orcus 17/02/2004 08/11/1951[17] 52 ans, 3 mois et 9 jours
(225088) Gonggong 17/07/2007
(M. E. Schwamb, M. E. Brown, D. Rabinowitz)		 19/08/1985[18] 21 ans, 10 mois et 28 jours

Quelques autres objets du Système solaire

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Objet Date de
découverte		 Date de
pré-découverte		 Écart
(2060) Chiron 18/10/1977
(C. Kowal)		 24/04/1895[4] 82 ans, 5 mois et 24 jours
(6648) 1991 PM11 09/08/1991
(H. E. Holt)		 28/09/1926[19] 64 ans, 10 mois et 12 jours

Exoplanètes

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Objet Date de
découverte		 Date de
pré-découverte		 Écart
HD 209458 b 1999 1989-1993 (Hipparcos)[20] > 6 ans
HD 189733 b 2005 années 1990 (Hipparcos)[20] ~ 10–15 ans
HR 8799 d 2007-8 1998 (Hubble, imagerie)[21][source insuffisante] ~ 10 ans
WASP-18 b 2009 1989-1993 (Hipparcos, transit)[22] > 16 ans
WASP-33 b 2010 1989-1993 (Hipparcos, transit)[22] > 17 ans

Étoiles

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Objet Date de
découverte		 Date de
pré-découverte		 Écart
Étoile de van Maanen 1917 1896 21 ans

Notes et références

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  1. ↑ (en) Ray Villard et David Lafreniere, « Hubble Finds Hidden Exoplanet in Archival Data », sur HubbleSite NewsCenter, NASA, (consulté le ).
  2. ↑ McNaught, R. H., Steel, D. I., Russell, K. S. et Williams, G. V. « Near-Earth Asteroids on Archival Schmidt Plates » (Bibcode 1995ASPC...84..170M, consulté le )
    —IAU Colloquium 148 (Bandung, Indonésie, 7–11 mars 1994)
    — « (ibid.) », dans Jessica Chapman, Russell Cannon, Sandra Harrison et Bambang Hidayat (éds.), Proceedings, The future utilisation of Schmidt telescopes, vol. 84, Astronomical Society of the Pacific, p. 170    .
  3. ↑ (en) AANEAS: A Valedictory Report.
  4. ↑ a et b (en) « JPL Small-Body Database Browser: 2060 Chiron (1977 UB) », 2012-10-20 last obs (consulté le ).
  5. ↑ a b c et d (en) Charles T. Kowal, « Galileo’s Observations of Neptune », DIO, The International Journal of Scientific History, vol. 15,‎ (lire en ligne).
  6. ↑ (en) Fred William Price, The planet observer's handbook, Cambridge University Press, (lire en ligne), p. 352.
  7. ↑ (en) René Bourtembourg, « Was Uranus observed by Hipparchus? », Journal for the History of Astronomy, vol. 44, no 4,‎ , p. 377-387 (DOI 10.1177/002182861304400401, résumé).
  8. ↑ René Bourtembourg, « Hipparque a-t-il observé la planète Uranus ? », L'Astronomie, no 64,‎ , p. 38-43 (résumé).
  9. ↑ (en) « JPL Small-Body Database Browser: 136108 Haumea (2003 EL61) », 2010-01-26 last obs (consulté le ).
  10. ↑ (en) « JPL Small-Body Database Browser: 136199 Eris (2003 UB313) », 2009-11-20 last obs (consulté le ).
  11. ↑ (en) « JPL Small-Body Database Browser: 136472 Makemake (2005 FY9) », 2010-01-26 last obs (consulté le ).
  12. ↑ (en) « JPL Small-Body Database Browser: 38628 Huya (2000 EB173) », 2009-06-13 last obs (consulté le ).
  13. ↑ (en) « JPL Small-Body Database Browser: 20000 Varuna (2000 WR106) », 2019-05-22 last obs (consulté le )
  14. ↑ (en) « JPL Small-Body Database Browser: 28978 Ixion (2001 KX76) », 2009-05-21 last obs (consulté le ).
  15. ↑ (en) « JPL Small-Body Database Browser: 50000 Quaoar (2002 LM60) », 2009-09-12 last obs (consulté le ).
  16. ↑ (en) « JPL Small-Body Database Browser: 90377 Sedna (2003 VB12) », 2010-01-05 last obs (consulté le ).
  17. ↑ (en) « JPL Small-Body Database Browser: 90482 Orcus (2004 DW) », 2009-04-28 last obs (consulté le ).
  18. ↑ (en) « JPL Small-Body Database Browser: 225088 (2007 OR10) », 2009-10-19 last obs (consulté le ).
  19. ↑ (en) « (6648) = 1926 SB = 1978 LD = 1987 RR6 = 1987 SA27 = 1991 PM11 », Centre des planètes mineures, 18 avril 2023 (last observation date used) (consulté le ).
  20. ↑ a et b (en) Exoplanets: prospects for Gaia[PDF], Michael Perryman, p. 4.
  21. ↑ (en) « Hubble Finds Hidden Exoplanet in Archival Data », sur HubbleSite.org (consulté le ).
  22. ↑ a et b Kerins, Eamonn, « Pre-discovery transits of the exoplanets WASP-18 b and WASP-33 b from Hipparcos », Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters, vol. 477, no 1,‎ (DOI 10.1093/mnrasl/sly045, lire en ligne, consulté le ).

Voir aussi

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