COORDONNÉES CÉLESTES

Coordonnées Célestes

Francis MICHEL
8 Mars 2017

Les coordonnées locales repèrent les astres par rapport à l'horizon et la hauteur dans le ciel.

Sur l'horizon l'angle (Sm, a) du Sud à la projection verticale de l'astre est l'azimut ; attention, cet angle est parfois mesuré à partir de Nord

Verticalement l'angle (mM, h) de l'horizon à l'astre est la hauteur

La mi-hauteur, 45°, paraît déjà haute quand on regarde le ciel à l'œil nu. Pour un usage courant on remplace l'azimut par les points cardinaux (N,E,S,O) et leurs subdivisions (NE,SE,SO etc.).

Coordonnées horaires 

Ces coordonnées se mesurent par rapport à l'équateur céleste et le méridien du lieu. L'équateur céleste est la projection de l'équateur terrestre sur le ciel. Sa perpendiculaire est dirigée vers le pôle Nord tout près de l'étoile Polaire. La hauteur de l'étoile polaire est égale à la latitude du lieu.

L'angle (Em, H) se mesure sur l'équateur céleste à partir du méridien du lieu est l'angle horaire. L'angle horaire du Soleil est nul à midi, ensuite H est le temps solaire vrai. Il servait dans le temps à régler les horloges ; on le corrigeait (équation du temps) ensuite pour avoir le temps solaire moyen.

L'angle (mM, δ) se mesure à partir de l'équateur vers le pôle Nord. Cet angle est indépendant du lieu.

Coordonnées équatoriales :

Ces coordonnées sont indépendantes du lieu. Elles se mesurent par rapport à l'écliptique et l'équateur. L'écliptique est la projection de l'orbite terrestre sur le ciel. Ce cercle fait un angle d'environ 23° avec l'équateur dû à l'inclinaison de l'axe de la Terre. L'intersection de ces deux cercles (γ), du côté du Soleil au printemps, est appelé point vernal.

L'angle (γm, α) se mesure sur l'écliptique à partir du point vernal vers l'Est (sens direct) c'est l'ascension droite. Cette appellation très ancienne faisait référence la hauteur (ascension) verticalement (droite) du Soleil.

L'angle (mM, δ) est la déclinaison comme décrite précédemment.

L'axe de rotation des télescopes est souvent orienté perpendiculairement à l'équateur, l'axe dirigé vers le pôle (monture équatoriale). Cela permet de suivre un astre en ne modifiant qu'un angle avec un moteur synchrone. De plus les coordonnées équatoriales permettent de repérer un astre indépendamment du lieu. Ces coordonnées sont celles qui sont utilisées actuellement pour établir des catalogues d'étoiles et des éphémérides. C'est assez récent, un ou deux siècles, avant on utilisait les coordonnées écliptiques :

Coordonnées écliptiques :

Comme les coordonnées équatoriales ces coordonnées sont indépendantes du lieu. La conversion est aisée (un peu de math).

La longitude (γm, L) se mesure sur l'écliptique à partir du point vernal (γ) vers l'Est

La latitude (mM,λ) se mesure perpendiculairement à l'écliptique

L'intérêt de ces coordonnées c'est que c'est à peu près le chemin des planètes et de la Lune dans le ciel et exactement celui du Soleil.

Les constellations qui sont sur ce cercle est le Zodiaque :

Au XVIIème siècle on mesurait la longitude des étoiles et des planètes en signes de 30 degrés. Par exemple 2 signes et 20° correspond à 80° de longitude. Les astronomes connaissaient très bien les constellations et les positions des étoiles dans ces figures. Par exemple l'œil du Taureau pour Aldébaran. Ptolémée (deuxième siècle AD) a donné un catalogue de plus de mille étoiles de cette façon. Il fixe aussi la luminosité de 1 à 6 (magnitude). Par exemple l'étoile du milieu de la tête de l'aigle est de longitude Capricorne 7°1/6 et latitude 26°1/2et1/3 et grandeur 4. La nomenclature avec des lettres grecques en ordre croissant avec la magnitude (luminosité) date du catalogue de Bayer en 1603 (α du Taureau pour Aldébaran), mais cela mit du temps à s'imposer. On vient de cartographier plus de un milliard d'étoiles dans la voie lactée, on estime que cela ne représente moins qu'1% du total. On estime qu'il y a entre 100 milliards et 200 milliards de galaxies dans l'univers connu. Une seule galaxie, comme la Voie Lactée, peut contenir plus de 200 milliards d'étoiles normales.