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Satellites galiléens de Jupiter : phénomènes et
configurations pour 1981
J.-E. Arlot, Y. Jannot, W. Thuillot, D.T. Vu
To cite this version:
J.-E. Arlot, Y. Jannot, W. Thuillot, D.T. Vu.
Satellites galiléens de Jupiter : phénomènes et
configurations pour 1981. [Rapport de recherche] Institut de mécanique céleste et de calcul des
éphémérides(IMCCE). 1981, 61 p., figures, tableaux. �hal-01480237�
S A T E L L I T E S
G A L I L E E N S
DE
J U P I T E R
P h é n o m è n e s e t c o n f i g u r a t i o n s p o u r
1981
S u p p l é m e n t à Ia C o n n a i s s a n c e des Temps
-
3
-SOMMAIRE
Avertissement
Généralités sur les satellites galiléens
Explication et usage
Ephémérides : phénomènes et configurations
pages
3
7
1 0
1 3
§ § § §-
5
-AVERTISSEMENT
Depuis 1980, La Connaissance des Temps est présentée d ’une
façon nouvelle qui fait appel aux développements en polyn3mes de
Tchébychev des coordonnées des astres du système solaire. Ce procé
dé se montre particulièrement efficace pour les coordonnées diffé
rentielles
des satellites galiléens de Jupiter puisque, pour l ’an
née , 26 pages de coefficients suffisent pour obtenir les coordonnées
de l ’un quelconque de ces satellites avec une précision de 0 ” ,01
( 0 ” ,02 pour Ganymède ). Pour permettre, en revanche, de préserver
à Ia nouvelle Connaissance des Temps Ie caractère de publication peu
volumineuse et peu couteûse q u ’autorise Ia nouvelle présentation,
on n ’y donne plus ni Ia liste des phénomènes ni les schémas des
configurations des satellites galiléens qui figurent d ’ailleurs dans
1 ’Annuaire du Bureau des L o n g i t u d e s .
Cependant certains utilisateurs souhaitent disposer d ’une préci
sion supérieure à celle q u ’entraînent les dimensions et Ia présen
tation de l ’Annuaire du Bureau des L o ngitudes. Le présent supplément
permet de satisfaire à ces besoins p u i s q u ’il donne à Ia seconde près
les différents instants de chaque phénomène alors que l ’Annuaire
donne à Ia minute près, l ’instant du milieu de chaque phénomène. Par
ailleurs les schémas des configurations ont été améliorés et permet
tent
en particulier d ’avoir Ia déclinaison des satellites au-dessus
du plan équatorial de Jupiter si bien q u ’on peut espérer obtenir Ia
position d ’un satellite par rapport au disque de Jupiter avec une
précision d ’environ 10” de degrés grâce à Ia grande précision du tracé.
A tous ces renseignements annuels on a joint des données générales
sur les satellites galiléens et sur leurs orbites, des explications
sur Ie contenu de l ’ouvrage, en particulier sur les hypothèses faites
dans les calculs, et sur l ’utilisation des données.
B. MORANDO
Correspondant du Bureau des Longitudes
Directeur du Service des Calculs
Supplément à Ia Connaissance des Temps pour 1981
-
7
-GENERALITES SUR LES SATELLITES GALILEENS
Jl
IO
J2
EUROPE
J3
GANYMEDE
J4
CALLIST0
Masses (10 mT£)
Sampson (1921)
De Sitter (1931)
P i o n n i e r l 1(1976)
4,50
3,81
4,68
2,54
2,48
2,52
7,99
8,17
7,80
4,50
5,09
5,66
Rayons (en km )
Danjon
(1954)
Dollfus (1961)
P i o n n i e r l 1( 1976)
1650
1775
1840
1400
1550
1552
2450
2800
2650
2300
2525
2420
Magnitudes visu
elles à l'oppo
sition de
4,8
5,2
4,5
5,5
Jupiter d'après
Harris (1961)
Albédos U:3530 A
0,19
0,47
0,29
0, 14
géomé-
B:4480 A
0,56
0,67
0,41
0,21
triques V:5540 À
0,92
0,83
0,49
0,26
d'après R:6900 Â
1,12
0,93
0,56
0,30
Harris
1:8200 À
1,15
0,95
0,57
0,31
(1961)
Albédo de Bond
(visuel)
0,54
0,49
0,29
0, 15
Demi-grand a x e ( 1)
en U.A :
0,002820
0,004486
0,007155
0,012586
en rayons de
Jupiter :
5,87
9,34
14,91
26,22
en kilomètres :
421810
671140
1070500
1882900
Plus grande
élongation à
l'opposition de
Jupiter (1)
2'
17"
3'
40"
5' 48"
10'
13"
en minutes et
secondes d'arc :
Période synodique
en jours ( 1) :
1,7698604883
3,5540941742
7, 1663872292
16,7535523007
Inclinaison sur
l'équateur de
Jupiter (1)
en minutes et
secondes d'arc :
0'
07"
1 '
02"
5'
13"
25'
45"
Excentricité
:
0,001
0,000
0,002
0,008
(1) : d'après Sampson (1921)
-
8
-Orbite du satellite
Satellite
Orbite
7f
Écliptique
Équateur Ô
Renère moyen de Ia date
Du fait de Ia complexité du mouvement des satellites galiléens
aucun renseignement n'est donné ici sur les noeuds , et les périjo-
ves
• En effet excentricités et inclinaisons sont faibles (voir
tableau précédent ) et tous ces éléments sont soumis à de trop gran
des
variations .
On donne ci-après les longitudes moyennes (d!après Sampson,1921 )
dans Ie plan des orbites , ce plan étant confondu avec I f équateur
de Jupiter .
Si T est Ie temps en jours moyens compté à partir de 1900,0 on a :
Y N 1N 2 =
3 16° ,051 + 0,00003559 T
et
L = 3 ° , 10350
Y N 1 + N N 2 + N 2M
Période sidérale
IO
142°,59987 + 203?488992435 T
1 ^ 7691374639
EUROPE
99° ,55081 + 10 11374761672 T
3^55 1 1797420
GANYMEDE
168°,02628 + 5 0 ° ,317646290 T
7 ^ 1545476894
CALLIST0
234°,40790 + 21°,571109630 T
16^ 6889884746
-
9
-La théorie du mouvement des satellites galiléens utilisée pour
Ie calcul des positions , et des prédictions des phénomènes est
Ia théorie de Sampson (1) programmée au Bureau des Longitudes
et
corrigée d 1 erreurs mineures internes . Les constantes utilisées
dans cette théorie , sont celles déterminées par Sampson grâce à
des observations de phénomènes (éclipses) de Ia fin du 19e
s i è c l e ( ^ )C fest à I f ancienneté de ces observations q u f il faut attribuer une
part de I 1 écart que I f on constatera entre les dates des prédic -
tions
et des observations , dont Ia valeur peut atteindre plusieurs
minutes
de
temps .
Les recherches sont en cours au Bureau
des Longitudes , afin de réduire cet écart dont on commence à con
naître
les causes . Des études sont effectuées , aussi bien pour
améliorer Ia théorie que I f observation de ces corps .
(1)
R. A. Sampson : Theory of the Four Great Satellites of Jupiter
(1921)
(2)
Harvard Annals
(1908)
-
1 0
-EXPLICATION
ET USAGE
L'échelle de temps :
Le temps utilise est Ie temps uniforme de Ia Mécanique qui a été
utilise par Sampson pour sa théorie . On ne connaît pas de relation
entre Ie temps universel diffusé par Ie BIH et ce temps . On peut
cependant indiquer q u f il est plus proche du temps des éphémérides
( T.E. ) que du temps universel ( U.T^.)* Connaissant TE - UT^ à
une date donnée , Ia date en T.U. d'un phénomène ou d' une position
indiqué
à t
sera plus proche de t - ( TE - UT^ ) que de t
dans
I t échelle U . T . .
Donnons ici Ia différence TE - UT^
prévue :
pour 197 9,5
: 50 secondes
pour 198 0,5
: 51
secondes
pour 1981,5
: 52
secondes
Les phénomènes :
Les hypothèses utilisées pour Ie calcul des époques des phéno -
mènes sont les suivantes :
— Jupiter est un ellipsoïde dont I 1
aplatissement a pour valeur
1/15
et dont Ie rayon équatorial est
7 1420 kilomètres .
— Les satellites sont des sphères de rayons :
1840 K m pour Io , 1552 Km pour Europe , 2650 Km pour Ganymède,
2420 Km pour Callisto. (d'après Pionnier 11)
— Le Soleil
est une sphère de rayon 695980 Km
— Les dates sont données pour tout observatoire
terrestre
puisqu'o n
peut négliger 1' effet de parallaxe dont Ia grandeur
est
plus faible que Ia précision des prédictions .
— L' effet de phase
sur les satellites est négligé
, mais pris
en compte
pour Ia planète .
Les pages paires fournissent les dates des phénomènes que pré
sentent ces satellites :
— Les débuts et fins des passages des satellites devant Ia planète:
PA.D.INT et PA.D.EXT
P A . F .INT et PA.F.EXT
— Les débuts et fins de leurs occultations (anciennement appelées
immersions et emmersions ) :
O C .D .INT et 0C.D.EXT
O C .F .INT et 0C.F.EXT
- 11
-Les débuts et fins des passages de leur ombre sur Jupiter :
0M. D .INT et OM.D.EXT
0M. F .INT et OM.F.EXT
Les débuts et fins des éclipses des satellites par Jupiter
E C .D .INT , E C .D .EXT
et EC.D.PEN
E C .F .INT , E C .F .EXT
et EC.F.PEN
Les notations utilisées sont les suivantes:
.D
et
.F
:désignent Ie début et Ia fin .
.INT
et .EXT:désignent les contacts intérieurs et extérieurs des
satellites avec Ie cône d ’ ombre pour les éclipses
et les passages des ombres sur Jupiter ,désignent les
mêmes contacts avec Ie cône de visibilité pour les
occultations et les passages devant Ia planète .
.PEN
:désigne , uniquement pour les éclipses , Ie contact
extérieur des satellites avec Ie cône de pénombre .
Par exemple
(voir dessin)
fait ainsi :
Le déroulement d'un début d ’éclipse se
EC.D.PEN
E C .D .EXT
E C .D .INT
Contact extérieur du satellite avec Ie cône de pénombre
( début de l ’assombrissement )
Contact extérieur avec Ie cône d ’ombre.
Contact intérieur avec Ie cône d'ombre(assombrissement
total ).
orbite
EC.F.PEN
Q
E C .F .EXT
Q^Ec!^F. INT
du satellite
SOLEIL
JUPITER
t C . D J N XE C .D .EXT
EC.D.PEN
On observera que les éclipses se produisent à l ’ouest ou à l ’est
de Ia planète, suivant que l ’on est avant ou après 1’ opposition ,
c ’est-à-dire suivant que Jupiter passe au méridien avant minuit .
En général pour Ie premier et Ie deuxième satellite , on ne peut,
avant l ’opposition , observer que Ie début des éclipses et ensuite
Ia fin des occultations . Après l ’opposition on ne peut observer que
Ie début des occultations et ensuite Ia fin des éclipses .
Il est possible , d ’autre part , que,en raison de l ’inclinaison
de
l'équateur de Jupiter sur l ’écliptique et de 1 ’
éloignement du satel
lite 4 (Callisto) par rapport à Ia planète, aucun phénomène de ce
satellite ne se produise .
pénombre
ombre
-
12
-Les configurations :
Les configurations permettent d ’identifier les satellites lors de leur
observation, et également de déterminer leur position en coordonnées tan-
gentielles équatoriales relatives à Jupiter avec Ia précision suivante
(pour une lecture des courbes à 0,5 millimètre près) :
satellite
1
satellite
2
satellite
3
satellite
4
de 5" à 20M selon Ia vitesse apparente
de 5" à 10" selon Ia vitesse apparente
5"
5"
L ’exemple suivant montre comment déterminer les positions des satellites:
date voulue:
2 5 , 0
satellites passent au-dela de Juplter
!
I
SUD
I
^ ^ y
Dans Ie sens OUEST-EST , les
NORD
ORBITES RPPflRENTES
On reporte en abscisse sur l ’axe ouest-est les distances Aa cos6 mesurées
pour une date voulue, sur les courbes. L ’ordonnée est donnée par les orbites
apparentes. L ’indétermination avant/arrière est levée grâce au sens de rota
l<t1 9 8 l<t1 S A T E L L I T F S D F J U P I T F R -P H F N O M E N F S M O I S : H M
T
* S A T * T Y P E J O U P H 2 9 4 8 I O C . F . I N T 9 2 13 1 2 I O C . F . E X T 9 3 2 2 2 1 I I E C . D . P E N 11 3 2 3 5 0 I I E C .D « E X T 11 3 2 7 3 8 II E C . D . I N T 1 3 8 36 5 6 II O C . F . I N T 13 8 4 0 51 I I O C . F . E X T 13 2 02
9 I O M . D . E X T 13 2 0 5 31 I O M . D . I N T 16 2 1 16 1 I P A . D . E X T 16 2 1 19 2 6 I P A . D . I N T 2 1 2 2 16 2 3 I O M . F . I N T 2 1 2 2 2 3 19 2 8 4 5 9 I I O M . F . E X T P A .F • I N T 2 1 2 3 31 3 3 I P A . P . E X T 7 0 0 1 2 3 3 16 I V E C . D . P E N 0 1 2 5 9 2 1 IV E C . D . E X T2
13 5 5 4 2 IV E C . F . E X T 2 14 2 1 4 6 IV E C . F . P E N 3 17 1 0 5 9 I E C . D . P E N 3 17 11 41 I E C .D . E X T 4 17 15 2 I E C . D . I N T 4 2 0 3 7 5 4 I O C . F . I N T 5 2 0 41 18 I O C .F . E X T 5 2 1 4 3 5 9 1 1 O M . D . E X T 5 2 1 4 7 4 3 1 1 O M . D . I N T 5 6 0 0 11 14 2 5 4 1 1 II P A . D •F X T P A . D . I N T 6 0 2 8 5 1 1 O M . F . I N T 8 0 0 31 4 9 1 1 O M . F . E X T 0 2 4 9 2~* 1 1 P A . F . I N T 0 2 5 3 18 1 1 P A .F . F X T 4 7 3 9 2 0 1 1 1 O M . D . E X T 4 7 4 8 4 6 1 1 1 O M . D . I N T 5 1 0 4 5 2 9 1 1 1 O M . F . IN T 5 1 0 5 4 5 3 1 1 1 O M . F •E X T 6 1 2 4 4 2 8 1 1 1 P A . D . E X T 11 1 2 5 4 5 6 III P A . D . I N T 11 1 4 30 2 6 I O M •D •c X T2 1
14 3 3 4 8 I O M . D . IN T 2 1 15 31 5 8 II I P A . F . I N T 2 3 15 15 4 2 4 4 2 2 1 3 1 1 1 I P A . F . E X T P A . D . F X T 2 3 1 5 4 7 37 I P A . D . I N T 9 0 16 4 4 3 9 I O M .F . IN T 0 16 4 8 0 I O M .F .F X T 1 17 5 6 17 I P A .F . I N T1
17 5 9 41 I P A . F . E X T 1 9 1 9 11 3 9 13 I E C . D . P E N 1 9 11 3 9 5 6 I E C .D • E XT 2 2 11 15 4 3 6 17 0 I I E C . D . I N T O C . F . I N T 2 2 1 5 9 2 4 I O C . F . E X T 10 0 16 4 0 2 6 1 1 E C . D . P E N 0 16 41 5 6 II E C . D .F X T 2 16 4 5 4 4 1 1 E C . D . I N T 2 2 1 5 4 6 II O C . F . I N T 3 2 1 5 8 1 1 1 O C .F . E X T 3 5 8 5 8 4 9 I O M . D . E X T 5 9 2 11 I O M . D . I N T 11 1 0 1 2 2 6 I P A . D . F X T 11 1 0 15 51 I P A . D . I N T 14 11 13 0 I O M . F . I N T 14 11 16 2 2 I O M . F . F X T 16 1 2 2 4 2 7 I P A .F . IN T 16 1 2 2 7 51 I P A . F . F X T 16 16 6 7 2 5 I E C . D . P E N 17 6 3 8 I E C . D . F X T 17 6 11 2 9 I E C . D . I N T 18 P R E M I E R E Q U I N Z A I N E -' ~ T Y P E J O U R ~ n ' M ~ S ~ ~ S A T T Y P E O C . F . I N T 18 41 17 I O M . F . E X T O C . F . E X T 19 2 3 18 III P A .F . I N T O M . D . E X T 19 3 3 51 IIT P A . F . E X T O M . D . I N T 19 4 8 2 4 T P A .F . I N T P A . D . E X T 19 51 4 8 I P A . F . E X T P A . D . I N T 2 1 4 1 8 IV O M . D . E X T O M . F • t N T O M . F . E X T 2 2 3 8 3 6 IV O M . F . E X T P A . F . I N T 11 13 3 2 6 T E C . D . P E N P A . F . E X T 13 3 2 4 9 I E C . D . E X T F C . D . P E N 13 3 6 1 0 I E C . D . I N T E C .D • E X T 16 5 7 3 8 I O C . F . I N T F C . D . I N T 17 19 1 15 2 4 7 I I I O C . F . F X T E C . D . P F N F C . F . I N T 1 9 17 16 I I F C . D . E X T E C . F . E X T F C . F , p r N 19 2 1 4 I I F C . D . I N T O C . D • E X T 1 2 0 2 6 5 I I O C . F . I N T O C .D . I N T 0 30 2 I I O C . F . F X T O M . D . E X T 1 0 5 2 10 I O M . D . E X T O M . D . I N T 1 0 5 5 3 3 I O M .D . I N r P A . D . E X T 1 2 4 2 9 I P A . D . E X T P A . D . I N T 12 7 5 4 I P A .D . I N r O C . F . I N T 13 6 16 I O M . F . INT O C . F . E X T 13 9 3 8 I O M . F . F X T O M . F . I N T 14 16 18 I P A . F . I N T O M •F . E X T P A . P . I N T 1 4 19 4 3 I P A . F . F XT P A . F . E X T 1 3 8 9 0 1 1 9 1 I I E C . D . P F N F C . D . E X T r C . D . P F N 8 4 2 2 T E C . D . I N T FC . D .E X T 11 2 5 2 2 I n C . F . INT F C . D . I N T 11 2 8 4 6 I O C . F . E X T OC .F. I N T 13 3 3 3 4 I I O M . D . E X T O C . F . E X T 13 3 ^ 19 I T O M . D . I N r E C . D . P F N 15 5 7 31 I I P A . D .F XT F C . D . E X T 16 1 2 4 ! T P A •D . I N T F C . 0 . I N T 16 17 31 I I O M . * . I N T O C . F . I N T 16 2 1 1 5 I I O M . F . E X T OC . F . E X T 18 35 1 2 I I P A . F . INT O M . C . E X T O M . D . I N T 18 39 5 I I P A . F . E X T P A . D . E X T 14 1 3 2 3 2 ! I I F C . D .P r N P A . D . I N T 1 1 3 5 4 5 5 3 2 6 I I I III E C . D . E X T F C . D . TMT C M . r . I N T 4 3 7 16 I I I F C . F . INT O M .F . E XT 4 4 6 4 9 I I I E C . F . F X T P A . F . I N T 4 50 9 I I T F C .E . P F N P A . P . E X T 5 20 2 8 I O M . D . crXT E C . D . P E N 5 2 3 5 0 T O M .D. TN T F C . D . E X T 6 31 5 3 I I I O C . D . F XT E C . D . I N T 6 3 2 1 8 T P A . D . F X T O C . " . I N T 6 3 5 4 3 I P A •D . T N T O C . F . E X T 6 7 4 2 34 31 3 3 I T I I O C .D . I N T O M . F . INT O M . D . E X T 7 3 ~* 5 5 T O M . F . F X T O M . D . I N T 8 44 4 I P A . F . INT P A . D . E X T 8 47 2 9 T P A . F . E X T P A .D . T N T 9 17 5 6 T ! I O C . F . I N T O M . F . I N T O M .F . E X T 9 2 8 3 3 11 I O C . F . E X T P A . F . I N T 15 2 2 9 3 3 I E C . D . P r N P A . F . E X T 2 2 9 1 5 I E C . D . E X T O M . D . E X T 2 3 2 3 ^ I F C . 0 . INT O M . D . I N T 5 5 3 3 I O C . F . I N T OM.c: # j N T 5 5 6 2 8 T O C . E .E X T O M .F . E X T 8 33 3 I I E C . D . P E N O M . D . E X T 8 34 3 3 I I E C . D . F XT O M . D . I N T 8 3 8 2 1 I I E C . D . I N T P A . D . E X T 1 3 4 0 5 8 I I O C . F . T N T P A . D . I N T 13 44 5 4 I I O C . F . E X T P A . D . E X T 2 3 4 8 5 1 I O M . D . F XT P A . D . I N T 2 3 5 2 14 I O M . D . INT O M .F • I N T J A N V I E P M S S A T 3 3 5 9 I 3 7 2 3 I 0 3 0 I I 4 15 I î 2 7 2 I I 3 0 5 5 I I 4 4 3 3 II 4 8 17 II 5 t 1 I I 9 3 I I 3 4 3 3 III 3 7 5 2 I I I 4 7 2 2 III 4 0 4 I I I 4 9 34 III 5 2 5 3 III 3 9 4 7 III 5 0 17 III 2 7 7 I 3 0 3 0 I 4 0 31 I 4 3 5 5 I 2 8 4 I I I 3 8 3 3 I I I 41 17 I 4 4 3 9 I 5 2 2 8 I 5 5 5 3 I 3 5 3 8 I 3 6 21 I 3 9 4 2 I 1 5 6 I 5 2 0 I 5 7 44 I I 5 9 13 II 3 1 I I 10 3 I I 1 3 5 9 I I 5 5 31 I 5 8 54 I 8 37 I 12 2 I 9 40 I13 2
T
2 0 3 2 I 2 3 5 6 I 3 51 I 4 3 4 I 7 5 5 I 2 9 4 7 I 3 3 11 I 17 1 I I 2 0 4 5 II 4 2 3 2 II 4 6 2 5 II 1 0 I I 4 44 I I 2 0 2 8 I I 24 20 I I 36 3 6 I I I 4 6 5 I I I 4 2 0 I I I 51 2 6 III 2 3 4 8 I 2 7 10 I 3 8 6 III 4 8 4 3 III 3 6 3 2 I 39 5 7 I 37 5 5 I-