Crédit d'image: NASA
Sarah Horst, majeure en sciences planétaires à Caltech, a aidé les astronomes à suivre les formations nuageuses sur le Titan lunaire de Saturne en utilisant seulement un télescope de 14 pouces - à Los Angeles. Les chercheurs avaient besoin d'un moyen de suivre Titan nuit après nuit pendant plusieurs mois, mais aucun grand observatoire ne pouvait donner autant de temps pour effectuer des observations détaillées. Horst a installé un vieux télescope d'enseignement pour suivre l'intensité de la lumière provenant de Titan. Chaque fois que quelque chose d'inhabituel se produisait, ses associés contactaient Keck pour des photographies détaillées.
Rencontrez Sarah Horst, retour en arrière. Le major des sciences planétaires, un senior du California Institute of Technology, a passé six mois à observer un peu le télescope. Les travaux ont mené à des recherches révolutionnaires sur le Titan de la lune de Saturne et indirectement au financement d'un nouveau télescope à l'Observatoire Palomar de Caltech.
Horst, 21 ans, était à la recherche d'un emploi à temps partiel au cours de l'été de sa deuxième année et a été embauchée par Mike Brown, professeur agrégé d'astronomie planétaire. Brown et l'étudiant diplômé Antonin Bouchez savaient qu'il y avait eu des preuves antérieures de «temps» sur Titan sous forme de nuages. Mais cette preuve était insaisissable. «Quelqu'un regardait un an et pensait voir un nuage, puis regardait l'année suivante et ne voyait pas de nuage», explique Brown. "Ce que nous recherchions était une façon de regarder Titan, nuit après nuit après nuit."
Le problème, bien sûr, est que tous les grands télescopes comme Keck sont incroyablement occupés, réservés par des astronomes du monde entier qui utilisent le temps précieux pour leur propre ligne de recherche. Brown et Bouchez savaient donc qu'il ne serait pas possible d'obtenir beaucoup de temps pour un seul projet comme celui-ci.
La solution: utilisez un vieux télescope pédagogique - le télescope cendré Celestron de 14 pouces situé au sommet du laboratoire Robinson de Caltech - pour faire une science de pointe qui ne pourrait pas être faite sur les plus grands télescopes du monde, à Hawaï.
Bien que la puissance du télescope Robinson soit faible et la pollution lumineuse de Pasadena forte, ce qui empêche d'imager les nuages réels, la lumière réfléchie par les nuages pourrait être imagée (plus il y a de nuages, plus la lumière réfléchie est importante). Tout ce qu'il fallait, c'était quelqu'un qui pouvait venir nuit après nuit et prendre plusieurs photos.
Entrez Horst, le soi-disant «premier cycle modeste». Pendant des mois, Horst a passé ses soirées à Robinson. «J'ai fait l'installation, qui impliquait une roue qui contenait quatre filtres de lumière», explique-t-elle. Chaque filtre capturerait une longueur d'onde de lumière différente. Le logiciel a changé les filtres; tout ce qu'elle avait à faire, dit Horst, était d'orienter et de focaliser le télescope.
Maintenant, les astronomes modernes ont relativement facile à utiliser leur temps de télescope. Bien sûr, ils sont debout toute la nuit, mais ils sont assis sur une chaise confortable dans une pièce chaude, du café chaud à portée de main et font leur observation à travers un écran d'ordinateur connecté à un télescope.
Pas Horst. Elle l'a fait à l'ancienne, dans l'inconfort. «Souvent, en décembre ou janvier, j'arrivais tard le soir, et ce serait glacial», explique Horst, qui court le 800 mètres pour l'équipe d'athlétisme de Caltech. "Je m'envelopperais dans des couvertures." Horst a passé des heures dans l'obscurité, car l'ancien dôme lui-même devait être sombre. "Je ne pouvais même pas étudier", dit-elle, "même si parfois j'essayais de lire à la lumière de la lune."
Un logiciel écrit par Bouchez a tracé l'intensité lumineuse de chaque image sur un graphique. Lorsqu'une image particulière semblait prometteuse, Bouchez a contacté Brown. En tant qu'utilisateur fréquent de l'Observatoire Keck, qui est suffisamment puissant pour prendre une image des nuages réels, Brown a pu appeler des collègues qui utilisaient le Keck cette nuit-là et les convaincre rapidement que quelque chose d'excitant se passait. «Il n'a fallu qu'une dizaine de minutes pour obtenir une image rapide de Titan», explique Brown. "La partie drôle était de leur expliquer que nous savions qu'il y avait des nuages parce que nous avions vu les preuves dans notre télescope de 14 pouces au milieu du bassin de L.A."
Le résultat a été «Détection directe des nuages troposphériques variables près du pôle Sud de Titan», paru dans la revue Nature du 19 décembre. Il comprenait cette reconnaissance: «Nous vous remercions. S. Horst pendant de nombreuses nuits pour surveiller Titan dans le froid. »
Le document a aidé Brown à obtenir le financement pour construire un nouveau télescope de 24 pouces sur mesure. Il sera installé dans son propre bâtiment au sommet du mont Palomar, sur le terrain de l'observatoire existant de Caltech. Il est également robotisé; Brown contrôlera la portée de Pasadena via un programme informatique qu'il a écrit.
Il l'utilisera pour une observation plus approfondie de Titan et pour d'autres images, comme les comètes en mouvement rapide. «La plupart de l'astronomie est grande», note Brown; «De grandes portées qui regardent de grandes choses immuables, comme les galaxies. J'aime regarder l'évolution des choses, ce qui a conduit à ce télescope. "
Ce qui a vraiment rendu ce projet unique, selon Brown, c'est la portée de Robinson. «Sarah a pu faire quelque chose avec ce petit télescope à Pasadena que personne au monde, sur aucun de ses plus grands télescopes professionnels sur les hauts sommets sombres, n'avait pu faire», dit-il. «Parfois, une bonne idée et l'entêtement valent mieux que le plus grand télescope de la ville.»
Pour Horst, alors que le travail n'était pas intellectuellement difficile - «un singe entraîné aurait pu le faire», dit-elle en riant - c'était néanmoins «un projet cool. Tout ici est tellement théorique et fastidieux, et donc orienté en classe. Donc, de cette façon, ce fut une belle expérience et cela m'a rappelé ce qu'était la vraie science. »
Source d'origine: communiqué de presse Caltech
