Activit´ es pendant la th` ese
D.3 Formations suivies
D.2.2 DU Explorer et Comprendre l’Univers
— Encadrante du Stage d’Observation du Diplˆome Universitaire en pr´esentiel de l’Ob-servatoire de Paris (T´elescope T80 de l’Obl’Ob-servatoire de Haute Provence, France) en 2014, 2015, 2016, et 2017 (32 h/an).
D.2.3 Tableau r´ecapitulatif
Table D.1 –Heures d’enseignement pendant le doctorat.
2014-2015 2015-2016 2016-2017 heures heures heures
IPSA 80 64.5 81
DU 32 32 32
Total 112 96.5 113
D.3 Formations suivies
Au cours de ces trois ann´ees, j’ai eu l’occasion de suivre deux formations :
— Analyse de donn´ees, Institut d’Astrophysique de Paris, France, 30 h
— Introduction to Astronomical Instrumentation, Dunlap Institute, Universit´e de To-ronto, Canada, 30h.
150 Chap D - Activit´es pendant la th`ese
Table des figures
1.1 Image de Jupiter prise au t´elescope 1 m`etre du Pic du Midi. Cr´edits : C.
Spirianu, M. Delcroix, E. Kraaikamp, D. Peach, G. Therin, R. Hueso, F.
Colas. . . 12
1.2 Les satellites internes de Jupiter en interaction avec l’anneau principal. Cr´edits : NASA/JPL/Cornell University.. . . 13
1.3 Image de Io prise par la sondeGalileo dans les ann´ees 90. Cr´edits : NASA/-JPL/DLR.. . . 14
1.4 Image d’Europe prise par la sonde Galileo dans les ann´ees 90. Cr´edits : NASA/JPL/DLR. . . 15
1.5 Image de Ganym`ede prise par la sondeGalileo dans les ann´ees 90. Cr´edits : NASA/JPL/DLR. . . 16
1.6 Image de Callisto prise par la sonde Galileo dans les ann´ees 90. Cr´edits : NASA/JPL/DLR. . . 16
1.7 Les satellites internes et galil´eens de Jupiter. Cr´edits : NASA/JPL/Cornell University. . . 18
1.8 Images d’Amalth´ee prises par la sondeGalileo mettant en ´evidence sa forme irr´eguli`ere. Cr´edit : NASA. . . 19
1.9 Image de Th´eb´e prise par la sonde Galileo. Cr´edit : NASA. . . . 20
1.10 Images de M´etis (a) et Adrast´ee (b) prises par la sonde Galileo. Cr´edit : NASA. . . 21
2.1 Types d’occultations mutuelles. . . 26
2.2 Types d’´eclipses mutuelles. . . 27
2.3 Nombre d’´ev`enements observables par semaine pour la campagne d’obser-vations des ph´enom`enes mutuels 2014-2015. . . 28
2.4 Statistique sur le nombre d’´ev`enements observ´es N fois. . . 30
2.5 Sch´ema du processus de calibration des images brutes. . . 32
3.1 Sch´ema de la r´eflectance bidirectionnelle sur un ´el´ement de surface ∆A [Hapke,2012]. . . 38
3.2 Sch´ema des coordonn´ees en photom´etrie plan´etaire [Hapke,2012].. . . 39
4.1 Repr´esentation des ´el´ements de la rotation d’un astre. . . 48
4.2 Courbes photom´etriques obtenues parEmelyanov et Gilbert [2006]. . . 51
4.3 Courbe photom´etrique de Io obtenue pour le filtre m´ethane (CH4) `a partir des observations r´ealis´ees en 2017 `a l’OHP. . . 55
151
152 TABLE DES FIGURES
4.4 Courbe photom´etrique d’Europe obtenue pour le filtre m´ethane (CH4) `a
partir des observations r´ealis´ees en 2017 `a l’OHP. . . 55
4.5 Courbe photom´etrique de Ganym`ede obtenue pour le filtre m´ethane (CH4) ` a partir des observations r´ealis´ees en 2017 `a l’OHP. . . 56
4.6 Courbe photom´etrique de Callisto obtenue pour le filtre m´ethane (CH4) `a partir des observations r´ealis´ees en 2017 `a l’OHP. . . 56
4.7 Courbe photom´etrique de Io obtenue pour le filtre m´ethane (CH4). Donn´ees issues des observations r´ealis´ees en 2015 au Pic. . . 57
4.8 Courbe photom´etrique d’Europe obtenue pour le filtre m´ethane (CH4). Donn´ees issues des observations r´ealis´ees en 2015 au Pic. . . 58
4.9 Courbe photom´etrique de la face avant (leading side) de Io obtenue pour le filtre m´ethane (CH4). . . 59
4.10 Courbe photom´etrique de la face arri`ere (trailing side) de Io obtenue pour le filtre m´ethane (CH4). . . 59
4.11 Courbe photom´etrique de la face avant (leading side) d’Europe obtenue pour le filtre m´ethane (CH4). . . 60
4.12 Courbe photom´etrique de la face avant (leading side) de Ganym`ede pour le filtre m´ethane (CH4). . . 60
4.13 Courbes photom´etriques d’Amalth´ee en fonction de l’angle de phase obte-nues pour le filtre m´ethane (CH4) par Kulyk [2008]. . . 61
4.14 R´esultats de la campagne d’observation de 1973 dans la bande y [Morrison et al., 1974]. Flux normalis´e de Io en fonction de l’angle de rotation pour un angle de phase α= 6°. . . 62
4.15 Courbe photom´etrique obtenue pour Io, dans le filtre R. . . 62
4.16 Courbe photom´etrique obtenue pour Io, dans le filtre V. . . 63
4.17 Courbe photom´etrique obtenue pour Io, dans le filtre B. . . 63
4.18 R´esultats de la campagne d’observation de 1973 dans la bande y [Morrison et al., 1974]. Flux normalis´e d’Europe en fonction de l’angle de rotation pour un angle de phase α= 6°. . . 64
4.19 Courbe photom´etrique obtenue pour Europe, dans le filtre R. . . 64
4.20 Courbe photom´etrique obtenue pour Europe, dans le filtre V. . . 65
4.21 Courbe photom´etrique obtenue pour Europe, dans le filtre B. . . 65
4.22 R´esultats de la campagne d’observation de 1973 dans la bande y [Morrison et al.,1974]. Flux normalis´e de Ganym`ede en fonction de l’angle de rotation pour un angle de phase α= 6°. . . 66
4.23 Courbe photom´etrique obtenue pour Ganym`ede, dans le filtre R. . . 66
4.24 Courbe photom´etrique obtenue pour Ganym`ede, dans le filtre V. . . 67
4.25 Courbe photom´etrique obtenue pour Ganym`ede, dans le filtre B. . . 67
4.26 R´esultats de la campagne d’observation de 1973 dans la bande y [Morrison et al.,1974]. Flux normalis´e de Callisto en fonction de l’angle de rotation pour un angle de phase α= 6°. . . 68
4.27 Courbe photom´etrique obtenue pour Callisto, dans le filtre R. . . 68
4.28 Courbe photom´etrique obtenue pour Callisto, dans le filtre V. . . 69
4.29 Courbe photom´etrique obtenue pour Callisto, dans le filtre B. . . 69
TABLE DES FIGURES 153
5.1 Configuration des satellites pour une occultation. . . 79
5.2 Configuration des satellites pour une ´eclipse. . . 80
5.3 (O −C) des positions (RA, Dec) issues de la r´eduction de la campagne d’observation 2015 des ´eclipses mutuelles, en ascension droite 5.3(a) et en d´eclinaison 5.3(b). . . 90
5.4 (O −C) des positions (RA, Dec) issues de la r´eduction de la campagne d’observation 2015 des occultations mutuelles, en ascension droite 5.4(a) et en d´eclinaison 5.4(b).. . . 91
5.5 Lois de distributions des (O−C) des positions astrom´etriques issues de la r´eduction de la campagne d’observation 2015 des ph´enom`enes mutuels, en ascension droite 5.5(a) et en d´eclinaison 5.5(b). . . 92
5.6 Exemple de deux ´eclipses (Ganym`ede ´eclipse Europe) enregistr´ees le 02/03/2015 par deux observateurs diff´erents. . . 95
5.7 Exemple de deux occultations (Europe occulte Io) enregistr´ees le 31/01/2015 par deux observateurs diff´erents. . . 96
5.8 Exemple de deux courbes de lumi`ere dont l’une est lisse 5.8(a) et la seconde est tr`es bruit´ees 5.8(b). Il s’agit dans le premier cas d’une ´eclipse d’Europe par Io que nous avons enregistr´e le 06/04/2015 au T1M (Pic) et dans le second cas d’une ´eclipse de Callisto par Ganym`ede le 29/12/2014.. . . 97
5.9 Exemple de deux ´eclipses (Callisto ´eclipse Europe) enregistr´ees le 02/06/2009 par deux observateurs diff´erents. . . 99
5.10 Exemple de deux occultations (Ganym`ede occulte Io) enregistr´ees le 16/06/2009 par deux observateurs diff´erents. . . 100
5.11 Exemple de deux courbes de lumi`ere dont l’une est lisse 5.11(a) et la se-conde est tr`es bruit´ee 5.11(b). Il s’agit dans le premier cas d’une occultation d’Europe par Io le 14/05/2009 et dans le second cas d’une ´eclipse de Io par Ganym`ede le 16/06/2009. . . 101
6.1 Images du dispositif install´e sur le t´elescope T1M du Pic du Midi. . . 106
6.2 Sous-image CCD typique des observations des satellites internes au Pic du Midi. . . 107
6.3 Jupiter et Amalth´ee le 08/04/2015. . . 108
6.4 Images d’Amalth´ee du Pic du Midi pendant le traitement. . . 109
6.5 Flux d’Amalth´ee pendant le traitement (images du Pic du Midi). . . 110
6.6 Images d’Amalth´ee de l’observatoire de Saint-Sulpice pendant le traitement. 110 6.7 Eclipse de Th´eb´e par Callisto le 07/01/2015. . . 111
6.8 Eclipse d’Amalth´ee par Callisto le 07/01/2015. . . 111
6.9 Eclipse d’Amalth´ee par Ganym`ede le 07/04/2015.. . . 112
6.10 Eclipse d’Amalth´ee par Europe le 08/04/2015. . . 112
6.11 Principe de la m´ethode deKaplan et al.[1989] pour d´eterminer les positions apparentes des objets. . . 114
6.12 Trace apparente de Th´eb´e pendant le ph´enom`ene 4E14 du 7 janvier 2015 par rapport `a l’ombre et la p´enombre de Callisto avant l’ajustement (cercles) et apr`es (points). Les unit´es sont des arcsecondes. . . 116
154 TABLE DES FIGURES
6.13 Trace apparente d’Amalth´ee pendant le ph´enom`ene 4E5 du 7 janvier 2015 par rapport `a l’ombre et la p´enombre de Callisto avant l’ajustement (cercles) et apr`es (points). Les unit´es sont des arcsecondes.. . . 116 6.14 Trace apparente d’Amalth´ee pendant le ph´enom`ene 3E5 du 7 avril 2015 par
rapport `a l’ombre et la p´enombre de Ganym`ede avant l’ajustement (cercles) et apr`es (points). Les unit´es sont des arcsecondes.. . . 117 6.15 Trace apparente d’Amalth´ee pendant le ph´enom`ene 2E5 du 8 avril 2015 par
rapport `a l’ombre et la p´enombre d’Europe avant l’ajustement (cercles) et apr`es (points). Les unit´es sont des arcsecondes. . . 117 6.16 (O-C) en ascension droite et en d´eclinaison selon les ´eph´em´erides JUP310
et INPOP13c. Les axes x donnent le date en UTC de l’observation et les axesy donnent les (O−C) en ascension droite et en d´eclinaison. Les croix violettes repr´esentent Th´eb´e tandis que les vertes repr´esentent Amalth´ee. . 121 6.17 (O-C) en ascension droite et en d´eclinaison selon les ´eph´em´erides JUP310 et
INPOP13c. L’axex donne les (O−C) en ascension droite et l’axe y donne les (O −C) en d´eclinaison. 6.17(a) repr´esente Th´eb´e tandis que 6.17(b) repr´esente Amalth´ee. . . 122 A.1 R´esidus astrom´etriques des donn´ees de ph´enom`enes mutuels simul´ees . . . . 134 C.1 Deux ´eclipses : en haut, celle de Ganym`ede par Europe le 04 avril 2015
(moyenne des (O−C)X et (O−C)Y : -22 mas) et en bas, Ganym`ede ´eclipse Europe le 09 mars 2015 (moyenne des (O−C)X et (O−C)Y : 7,5 mas).. . 140 C.2 En haut, ´eclipse de Ganym`ede par Europe le 07 janvier 2015 (moyenne des
(O−C)X et (O−C)Y : -92 mas). Le pause dans l’enregistrement n’empˆeche pas la bonne r´eduction du ph´enom`ene. En bas, Io ´eclipse Ganym`ede le 22 janvier 2015 (moyenne des (O−C)X et (O−C)Y : -69 mas). Les donn´ees sont tr`es bruit´ees mais un ajustement a tout de mˆeme ´et´e calcul´e. . . 141 C.3 En haut, ´eclipse de Ganym`ede par Europe le 31 d´ecembre 2014. Les donn´ees
sont trop bruit´ees pour d´eterminer un ajustement. En bas, Europe ´eclipse Io le 06 janvier 2015. L’enregistrement apr`es l’instant minimal rend impossible l’ajustement. . . 142 C.4 En haut, occultation de Ganym`ede par Io le 26 novembre 2014 (moyenne
des (O−C)X et (O−C)Y : -27 mas). Les donn´ees sont bruit´ees et le d´ebut de l’´ev`enement n’a pas ´et´e enregistr´e mais nous avons pu d´eterminer un ajustement. En bas, Ganym`ede occulte Io le 15 d´ecembre 2014 (moyenne des (O−C)X et (O−C)Y : -29 mas). Le temps d’int´egration de l’enregistrement est bien choisi par l’observateur. . . 143 C.5 Occultation de Io par Ganym`ede le 09 f´evrier 2015 (moyenne des (O−C)X
et (O−C)Y : 5 mas). . . 144