– English version below

Le 12 décembre 2023, Bételgeuse sera occultée par l’astéroïde 319 Leona le long d’une très fine bande qui passera au Nord de la Méditerranée.

Cette occultation sera exceptionnelle : Leona et Bételgeuse auront quasiment la même taille apparente (~ 50 mas en visible). Le phénomène ressemblera plus à une éclipse (annulaire) qu’à une occultation standard.

Pendant l’entrée et la sortie de Leona du disque de Bételgeuse (qui ne dureront que quelques secondes), il sera possible d’obtenir des informations sur la distribution des cellules convectives à la surface de l’étoile. A quoi bon vu qu’on peut obtenir une image de la surface de l’étoile par interférométrie au VLTI ? Le VLTI n’observe qu’en infrarouge (entre 1 et 13 µm).

L’obtention de courbes de lumière en lumière visible (idéalement bandes R, V et B, ou même en filtre étroit), permettra de comparer la distribution de lumière à la surface de l’étoile avec une observation infrarouge.

Ce résultat sera inédit puisqu’il n’y a pas d’interféromètre en lumière visible permettant de réaliser une telle observation. À noter, pour que l’expérience fonctionne, il sera impératif de déterminer la forme de Leona, et pour cela d’observer aussi avec soin les occultations d’autres étoiles par Leona, en particulier : le 13 septembre, le 29 octobre, les 30 et 31 décembre 2023.

Il faudra donc obtenir des observations photométriques avec des temps de pose de quelques dizaines de millisecondes. Bételgeuse étant proche de la magnitude 0, cela semble réalisable, mais il n’est pas possible de prévoir exactement quelle sera la luminosité de Bételgeuse au cœur de l’occultation.

De plus il faudra assurer une coordination des observateurs pour se répartir les observations suivant différents filtres.

Pour aller plus loin, il sera aussi intéressant d’obtenir de la spectrométrie en visible pour voir si la largeur des raies atomiques change au cours de l’occultation, ce qui révélerait la distribution de vitesse des cellules convectives à la surface de l’étoile.

Observations de (319) Leona

Nous sommes face à une grande incertitude sur les dimensions de Leona.
Dave Herald en 2022 avait donné ce récapitulatif par différentes missions spatiales sur ses dimensions :

NEOWISE 50.0 ± 5.0km
AcuA 65.0 ± 4.2km
IRAS 68.2 ± 11.0km
MSX 81.3 ± 11.8km
Weighted diameter = 60.9 ±3.0 km

Connaitre le diamètre apparent et la forme de 319 Leona seront des éléments déterminants pour le succès de cette opération.

Courbes de lumière et de rotation

Raoul Behrend (Université de Genève) propose donc d’établir les courbes de rotations et de lumière de l’astéroide dés à présent.

Leona est un astéroïde à longue période (18j), il s’agira de faire des mesures pendant des sequences de 15 minutes sur des nuits successives.

Pour plus de détails sur les Cdr & CdL, voir sur Gemini  et surtout sur le site CdR & CdL dans le cadre de cette campagne.

13 septembre 2023 / September 13, 2023

occultation de l’étoile GDR3 3347400001862704896 G mag : 12

29 octobre 2023 / October 29, 2023

occultation de l’étoile GRD3 3329912540006690816 G mag : 13,5

15 novembre 2023 / November 15, 2023

occultation de l’étoile GDR3 3328614880063542528  G mag : 12,7

19 novembre 2023 / November 19, 2023

occultation de l’étoile GDR3 3328509636184145280 G mag :  13,2

30 décembre 2023 / December 30, 2023

occultation de l’étoile GDR3 3333617417448917888 G mag : 14

31 décembre 2023 / December 31, 2023

occultation de l’ étoile GDR3 3333620303666947200 G mag : 13,6

On December 12, 2023, asteroid 319 Leona will occult Betelgeuse along a very thin band that will pass north of the Mediterranean.

This occultation will be exceptional: Leona and Betelgeuse will have almost the same apparent size (~ 50 mas visible). The phenomenon will look more like an (annular) eclipse than a standard occultation.

During Leona’s entry and exit from the Betelgeuse disk (which will last only a few seconds), it will be possible to obtain informations on the distribution of convective cells on the surface of the star. Why doing such observations since we can obtain an image of the surface of the star by interferometry at the VLTI? The VLTI only observes in infrared (between 1 and 13 µm).

Obtaining light curves in visible light (ideally R, G and B bands, or even in a narrow filter Ha), will make it possible to compare the distribution of light on the surface of the star with an infrared observation.

This result will be unprecedented since there is no visible light interferometer allowing such an observation to be made. Note, for the experiment to work, it will be imperative to determine the shape of Leona, and for this to also carefully observe the occultations of other stars by Leona, in particular: September 13, October 29, December 30 and 31, 2023.

It will therefore be necessary to obtain photometric observations with exposure times of a few tens of milliseconds. With Betelgeuse near magnitude 0, this seems feasible, but it is not possible to predict exactly how bright Betelgeuse will be in the heart of the occultation.

In addition, it will be necessary to coordinate the observers to distribute the observations according to different filters.

To go further, it will also be interesting to obtain visible spectrometry to see if the width of the atomic lines changes during the occultation, which would reveal the velocity distribution of the convective cells on the surface of the star.

Observations of (319) Leona

We are facing great uncertainty about the dimensions of Leona.
Dave Herald in 2022 had given this summary by different space missions on its dimensions:

NEOWISE 50.0 ± 5.0km
AcuA 65.0 ± 4.2km
IRAS 68.2 ± 11.0km
MSX 81.3 ± 11.8km
Weighted diameter = 60.9 ±3.0 km

Knowing the apparent diameter and the shape of 319 Leona will be key elements for the success of this operation.

Light and rotation curves

Raoul Behrend (University of Geneva) therefore proposes to establish the rotation and light curves of the asteroid from now.

Leona is a long-period asteroid (18 days), it will be a question of making measurements during sequences of 15 minutes on successive nights.

For more details on the Cdr & CdL, see on Gemini and especially on the CdR & CdL site as part of this campaign.