Observations au sol des astéroïdes binaires découverts par Gaia // Ground-based observations of binary asteroids discovered by Gaia

Des études récentes menées par notre équipe ont conduit aux premières découvertes d'astéroïdes binaires par astrométrie pure. Le principe de base est de rechercher parmi les 350 000 astéroïdes observés par Gaia un mouvement d'oscillation qui pourrait être lié à la perturbation induite par un compagnon.
Grâce à cette nouvelle approche, appliquée à un échantillon préliminaire, nous avons obtenu une liste de > 300 candidats avec des satellites, et d'autres viendront avec l'analyse approfondie des données publiées par Gaia en 2022 ou de celles qui apparaîtront dans la Data Release 4 (2026).
Mais pourquoi nous intéressons-nous tant aux astéroïdes binaires ? Parce qu'ils nous permettent d'accéder aux propriétés physiques fondamentales qui ont façonné la ceinture d'astéroïdes, ainsi qu'aux mécanismes collisionnels et dynamiques qui ont déterminé l'évolution du système solaire. En effet, une fois l'orbite mutuelle d'un astéroïde et de son satellite connue (notamment leur séparation et la période orbitale), la masse totale du système peut être estimée. Si la taille de ces objets est connue, leur densité apparente (liée à la structure interne) peut être calculée.
Cependant, il faut noter que la connaissance du rayon de l'orbite, de la période de révolution précise, de la taille et de la forme des deux composantes, ne peut être obtenue qu'en exploitant des données terrestres supplémentaires. Les techniques que nous proposons ici sont bien connues et peuvent fournir des informations et des conclusions précieuses dans le temps de la thèse : occultations stellaires et photométrie simple dans le visible. Elles ne nécessitent pas nécessairement de grands télescopes, mais sont des applications idéales pour les petits télescopes automatisés (comme le télescope robotique UniversCity, bientôt opérationnel, de ~0,5 m) et les instruments de classe mètre en général. L'étudiant apprendra à préparer des observations, à mener des campagnes d'observation sur différents instruments, à manipuler et réduire les données, et à appliquer les résultats à l'interprétation des binaires d'astéroïdes découverts par Gaia.
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Recent studies by our team led to the first candidate discoveries of binary asteroids by pure astrometry. The basic principle is to look for a wobbling motion of asteroids among the 350 thousand observed by Gaia, which could be related to the perturbation induced by a companion.
Thanks to this new approach, applied to a preliminary sample, we have obtained a list of > 300 candidate asteroids with satellites, and more will come with extensive analysis of the data published by Gaia in 2022 or of those that will appear in the Data Release 4 (2026).
But why we are so interested in binary asteroids? Because they allow us to access to fundamental physical properties that shaped the asteroid belt, and to collisional and dynamical mechanisms that determined the evolution of the Solar System. This is due to the fact that, once the mutual orbit of an asteroid and its satellite is known (in particular, their separation and the orbital period), the total mass of the system can be estimated.
If the size of such objects is known, their bulk density (related to the internal structure) can be computed. However, it must be noted that the knowledge or orbit radius, precise revolution period, size and shape of the two components, can only be reached by exploiting additional ground-based data. The techniques that we propose here are well known and can provide precious information and conclusions within the time of the PhD: stellar occultations and simple photometry in the visible. They do not require necessarily large telescopes, but they are ideal applications for automated small telescopes (such as the UniversCity telescope of ~0.5 m, soon operational at OCA) and meter-class instruments in general. The student will learn to prepare observations, run observation campaigns on different instruments, manipulate and reduce the data, and apply the results to the interpretation of asteroid binaries discovered by Gaia.
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Début de la thèse : 01/10/2025

Contrat doctoral

Concours pour un contrat doctoral

Université Côte d'Azur

364 SFA - Sciences Fondamentales et Appliquées

Principes fondamentaux des techniques d'observation astronomique. Analyse et visualisation des données à l'aide d'outils courants, principalement en python. Une certaine expertise en programmation et en environnement Unix sera utile. La motivation et la passion pour les observations astronomiques sont fortement appréciées.
Fundamentals of astronomical observation techniques. Data analysis and visualization by common tools, mostly in python. Some expertise in programming and unix environment are welcome. Motivation and passion for astronomical observations are strongly appreciated.