Jardin du ciel : le planétaire du Jardin des Plantes

Un Jardin du Ciel au Muséum ? Ce nouvel espace, consacré aux sciences de la Terre et de l’Univers, permet de mieux comprendre les objets célestes dont certains sont représentés dans les collections du Muséum sous forme de météorites. Un planétaire, représentation du système solaire à échelle humaine, est au centre de ce jardin; il est surmonté d’une caméra du projet FRIPON dédié à la détection en direct de météores. Un échantillon de 800 KG d'une roche provenant d’un cratère sud-africain formé par la chute d’un astéroïde complète l'ensemble.

Le Planétaire du Jardin des Plantes : bouger comme une planète !

Le Planétaire du Jardin des Plantes a pris place sur l’esplanade de la Grande Galerie de l’Évolution, au pied de la serre de l’Histoire des plantes. De quoi s’agit-il ? Il s’agit d’une représentation de la partie interne du Système solaire sur laquelle on peut se déplacer afin de pouvoir comprendre, par le mouvement, les orbites des planètes.

Un planétaire à échelle humaine, comment ça marche ? 

Sur le planétaire, des médaillons figurent les trajectoires des cinq premières planètes du système solaire (Mercure, Vénus, la Terre, Mars et Jupiter) et de trois petits corps planétaires : les comètes Tchouri et Encke, et Cérès, planète naine située dans la ceinture d’astéroïde entre Mars et Jupiter. Les médaillons gravés avec un dessin des différents corps (cf schéma de la position des planètes) indiquent les positions des planètes le 21 juin 2016. 

 

Schéma du Planétaire © Pascale Lemaire

Schéma du Planétaire © Pascale Lemaire, par Pascale Lemaire

Les espaces entre les médaillons correspondent à :

  • 8 jours pour Mercure,
  • 16 jours pour Vénus, la Terre et Mars,
  • 48 jours pour la comète Encke
  • 80 jours pour Jupiter, pour la planète naine Cérès et pour la comète Tchouri

Chacun se positionne sur l’un des points de départ et se déplace dans le sens inverse des aiguilles d’une montre en suivant sa planète à chaque fois que le meneur de jeu frappe dans ses mains pour marquer un intervalle de 16 jours.

Vénus, la Terre et Mars font un pas d’un médaillon à l’autre… mais Encke doit en faire trois, Mercure doit sauter un médaillon sur deux, et Jupiter, Cérès et Tchouri doivent en faire cinq.

Pour Jupiter, il vaut mieux marcher de côté ! C’est que Jupiter se déplace très lentement car elle est loin du Soleil.

Pour les comètes, il faut savoir changer d’allure : les médaillons sont très rapprochés quand elles vont lentement, loin du Soleil, mais ils s’espacent beaucoup quand elles plongent vers l’intérieur du Système solaire où il n’est pas si facile de les suivre.

Et pour Mercure, comment fait-on ? On saute un médaillon sur deux ! On tourne très vite près du Soleil. Et les points situés à la périphérie du disque ? Ils marquent les positions des constellations, des groupes d’étoiles que l’on voit depuis la Terre dans le plan de rotation des planètes. Ces étoiles sont fixes les unes par rapport aux autres et apparaissent dans le ciel nocturne à des périodes données de l’année en fonction de la position de la Terre autour du soleil, tandis que les planètes, les « astres errants » vont avoir des trajectoires qui, vues de la terre, nous apparaissent complexes comme on pourra le constater en utilisant le planétaire.

Ce dispositif permet ainsi de visualiser les positions des planètes dans le ciel, d’incarner par le mouvement les lois de la gravitation universelle, et enfin de matérialiser et comprendre certains phénomènes astronomiques comme les transits ou la « rétrogradation de Mars », mystère qui a longtemps dérouté les astronomes…

Et il n’y a jamais de collisions ?

Les orbites des planètes sont presque circulaires, mais pour certaines comètes comme « Tchouri » et Encke et certains astéroïdes (non représentés) dont les orbites plongent vers l’intérieur du Système solaire, c’est une autre affaire… Heureusement les collisions dans le Système solaire seront beaucoup plus rares que sur le planétaire, parce qu’à son échelle planètes et corps planétaires devraient être extrêmement petits par rapport aux humains qui les représentent. La Terre, par exemple, représentée à 1 mètre de distance du Soleil devrait mesurer quelques centièmes de millimètre ! Mais il arrive tout de même que des collisions se produisent. Si ce sont des poussières ou de petits objets qui traversent l’atmosphère de la Terre, ils engendrent des étoiles filantes, s’ils sont plus gros, une pierre peut arriver jusqu’au sol, c’est une météorite… et s’ils sont très gros (typiquement plusieurs dizaines de mètres et au-delà), ils peuvent engendrer des cratères d’impact formés par l’explosion et la vaporisation de l'astéroïde et des roches terrestres.

Pour en savoir plus sur les différentes façons d’utiliser le planétaire.


FRIPON : une caméra pour surveiller le ciel et détecter les météores

Cette petite caméra surveille le ciel en permanence pour traquer les météores ! C’est l’une des 100 caméras du réseau FRIPON opérationnel en France. Il s’agit de détecter les météores qui signalent l’arrivée de fragments de matière extraterrestre sur la Terre. S’il s’agit d’une poussière ou d’un petit grain, il n’y aura qu’une « étoile filante », dont seules les plus grosses seront détectées par les caméras de FRIPON. S’il s’agit d’un objet plus gros, il pourra être vu par des dizaines de caméras et être à l’origine d’une météorite, un fragment d’astéroïde ou d’un autre corps planétaire qui tombe sur la Terre.

Grâce aux observations simultanées de plusieurs caméras et de récepteurs radios, il est possible de reconstituer la trajectoire des météores que l’on voit typiquement entre 100 et 20 kilomètres d’altitude. À plus haute altitude l’atmosphère n’est pas assez dense pour engendrer un météore ; à plus basse altitude, l’objet a été tellement ralenti par l’air qu’il n’y a plus de météore : on parle de « vol sombre ». Une fois la trajectoire du météore reconstituée, il est possible de la prolonger mathématiquement : vers l’arrière pour déterminer d’où provient le fragment de matière extraterrestre, vers l’avant pour déterminer où la météorite a pu tomber s’il y en a une.

À l’heure actuelle, il n’y a qu’une vingtaine de météorites dont l'orbite avant leur entrée dans l'atmosphère a pu être reconstituée (voir shéma). Toutes proviennent de la ceinture des astéroïdes.

Grâce à FRIPON, il va être possible de reconstituer des milliers de trajectoires de fragments de matière extraterrestre car même des objets trop petits pour atteindre le sol seront détectés par le réseau. Nous pourrons ainsi connaître le nombre de météorites tombant en France chaque année (à l’heure actuelle il est estimé entre 5 et 25), et savoir si nous recevons des fragments de comètes ou d’autres planètes que Mars !

 
  
Orbites des météorites

Orbites des météorites, par eva-venancio

Pour en savoir plus sur FRIPON : fripon.org

Vredefort (Afrique du Sud) : le plus gros cratère d’impact connu sur Terre

Lorsqu’un corps extraterrestre massif heurte la Terre, il est à peine ralenti par l’atmosphère et va engendrer un cratère d’impact, une immense cavité soufflée par l’énergie apportée par le bolide et liée à son incroyable vitesse (700 00 km/h !). Les roches qui tapissent le fond du cratère sont concassées et fondues localement, formant une pâte noire entre les blocs de gneiss roses. La taille des blocs donne une idée de la violence du phénomène : c’est une cavité de 300 kilomètres de diamètre qui a été formée il y a plus de 2 milliards d’années par l’impact d’un astéroïde dont la taille est estimée à une vingtaine de kilomètres.

Cet échantillon de 800 kg de la paroi du cratère de Vredefort fait partie des collections du Muséum. Il mesure 1 m de large par 1,8 m de haut et 20 cm d’épaisseur.  

 

Échantillon de 800 kg de la paroi du cratère de Vredefort

Échantillon de 800 kg de la paroi du cratère de Vredefort, par eva-venancio

Projet pédagogique lauréat du Collège des Licences de la Sorbonne, le Jardin du Ciel a été réalisé grâce à la participation de nombreux partenaires : le Muséum national d’Histoire naturelle, les universités Pierre et Marie Curie et Paris Sorbonne, l’Observatoire de Paris, la Société des Amis du Muséum, le CNRS ; mais aussi le lycée Dorian et le lycée professionnel Hector Guimard qui ont pris en charge la construction du planétaire.

Cette installation financée par Sorbonne Universités sera également utilisée comme support pédagogique pour les étudiants de ses établissements membres marquant l’engagement de tous dans une pédagogie innovante multidisciplinaire et permettant à chacun de devenir acteur de son propre apprentissage.

Le Jardin du Ciel marque également l’engagement du Muséum dans l’étude et la conservation des matériaux extraterrestres. Sa réalisation a impliqué à la fois des chercheurs, des enseignants et des étudiants, des techniciens et des artistes. Chacun pourra se l’approprier à sa manière, comme lieu de découverte tourné vers le ciel. 


Porteurs du projet du jardin du ciel

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