La traînée d’un satellite Starlink apparaît sur cette image de la galaxie d’Andromède, prise par le Zwicky Transient Facility, ou ZTF, au crépuscule du 19 mai 2021. L’image ne montre qu’un seizième du champ de vision complet de ZTF. Crédit : Caltech Optical Observatories/IPAC
Une étude des images d’archives de Zwicky Transient Facility montre une augmentation des traînées des satellites.
Depuis 2019, SpaceX a lancé un nombre croissant de satellites internet en orbite autour de la Terre. La constellation de satellites, appelée Starlink, compte désormais près de 1 800 membres en orbite à une altitude d’environ 550 kilomètres. Les astronomes s’inquiètent du fait que ces objets, qui peuvent apparaître comme des traînées sur les images des télescopes, pourraient entraver leurs observations scientifiques.
Pour quantifier ces effets, une équipe de chercheurs a étudié les images d’archives capturées par le Zwicky Transient Facility (ZTF), un instrument financé par la National Science Foundation (NSF) et installé à l’observatoire Palomar de Caltech, près de San Diego. Le ZTF scanne l’ensemble du ciel nocturne tous les deux jours, cataloguant les objets cosmiques qui explosent, clignotent ou changent au fil du temps. Ces objets vont des supernovae aux astéroïdes géocroiseurs. Les membres de l’équipe Zwicky expliquent qu’ils ont décidé d’étudier spécifiquement les effets des satellites Starlink parce qu’ils représentent actuellement la plus grande constellation en orbite basse, ou LEO, et qu’ils ont des orbites bien caractérisées.
Les résultats, rapportés dans le numéro du 17 janvier 2022 de The Astrophysical Journal Lettersmontrent que 5 301 traînées de satellite apparaissent sur des images d’archives prises entre novembre 2019 et septembre 2021. Les stries sont plus apparentes dans les observations dites crépusculaires, celles prises à l’aube ou au crépuscule, qui sont importantes pour trouver des astéroïdes géocroiseurs qui apparaissent près du soleil dans le ciel. ZTF a découvert plusieurs astéroïdes de cette nature, dont 2020 AV2, le premier astéroïde repéré dont l’orbite est entièrement comprise dans l’orbite de Vénus..
” En 2019, 0,5 % des images crépusculaires étaient affectées, et maintenant près de 20 % le sont “, déclare Przemek Mróz, auteur principal de l’étude et ancien chercheur postdoctoral de Caltech qui est maintenant à l’Université de Varsovie en Pologne.
À l’avenir, les scientifiques s’attendent à ce que presque toutes les images ZTF prises au crépuscule contiennent au moins une traînée, surtout lorsque la constellation Starlink aura atteint 10 000 satellites, un objectif que SpaceX espère atteindre d’ici 2027.
“Nous ne nous attendons pas à ce que les satellites Starlink affectent les images non crépusculaires, mais si la constellation de satellites d’autres entreprises passe à des orbites plus élevées, cela pourrait poser des problèmes pour les observations non crépusculaires”, explique M. Mróz.
Pourtant, malgré l’augmentation des stries d’image, le nouveau rapport note que les opérations scientifiques du ZTF n’ont pas été fortement affectées. Tom Prince, co-auteur de l’étude et professeur émérite de physique Ira S. Bowen à Caltech, explique que l’article montre qu’une seule strie affecte moins d’un dixième de pour cent des pixels d’une image ZTF.
“Il y a une petite chance que nous manquions un astéroïde ou un autre événement caché derrière une traînée de satellite, mais comparé à l’impact de la météo, comme un ciel nuageux, ce sont des effets plutôt faibles pour ZTF.”
Prince dit que des logiciels peuvent être développés pour aider à atténuer les problèmes potentiels ; par exemple, un logiciel pourrait prédire les emplacements des satellites Starlink et ainsi aider les astronomes à éviter de programmer une observation quand l’un d’eux pourrait être dans le champ de vision. Un logiciel peut également déterminer si le passage d’un satellite a pu affecter une observation astronomique, ce qui permettrait aux astronomes de masquer ou de réduire les effets négatifs des traînées.
La nouvelle étude a également examiné l’efficacité des visières sur les satellites Starlink, que SpaceX a ajoutées à partir de 2020 pour empêcher la lumière du soleil d’atteindre le vaisseau spatial. Selon les observations du ZTF, les visières réduisent la luminosité des satellites par un facteur d’environ cinq. Cela réduit la luminosité des satellites à un niveau de luminosité apparent de 6,8 magnitude (les étoiles les plus brillantes sont de première magnitude, et les étoiles les plus faibles que nous pouvons voir avec nos yeux sont environ de sixième magnitude).
Ce n’est toujours pas assez faible pour répondre aux normes définies par l’atelier sur les constellations de satellites 1 (SATCON1) en 2020, une réunion parrainée par le NOIRLab (National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory) et l’AAS (American Astronomical Society) pour rassembler des astronomes, des décideurs et d’autres experts afin de discuter de l’impact des grandes constellations de satellites sur l’astronomie et la société. Le groupea demandé que tous les satellites LEO aient une magnitude de 7 ou moins.
Les auteurs de l’étude notent également que leur étude est spécifique à ZTF. Comme ZTF, le futur observatoire Vera C. Rubin, en construction au Chili, scrutera également le ciel chaque nuit, mais en raison de son imageur plus sensible, les astronomes prédisent qu’il pourrait être plus négativement affecté par les traînées des satellites que ZTF.
Référence : “Impact of the SpaceX Starlink Satellites on the Zwicky Transient Facility Survey Observations” par Przemek Mróz, Angel Otarola, Thomas A. Prince, Richard Dekany, Dmitry A. Duev, Matthew J. Graham3, Steven L. Groom, Frank J. Masci et Michael S. Medford, 14 janvier 2022, The Astrophysical Journal Letters.
DOI : 10.3847/2041-8213/ac470a
Les autres auteurs de l’étude sont Richard Dekany (BS ’89), Matthew Graham, Steven Groom, et Frank Masci de Caltech ; Dmitry Duev, un ancien postdoc de Caltech maintenant chez Weights & ; Biases Inc. ; Angel Otarola de l’Observatoire Européen Austral ; et Michael S. Medford de UC Berkeley et Lawrence Berkeley National Laboratory.
ZTF est financé par la NSF et une collaboration internationale de partenaires. Un soutien supplémentaire provient de la Fondation Heising-Simons et de Caltech. Les données de ZTF sont traitées et archivées par le centre d’astronomie IPAC de Caltech. NASA soutient la recherche d’objets géocroiseurs par ZTF dans le cadre du programme Near-Earth Object Observations.
