GUIDE

Observons le ciel

Ce texte est une ébauche d'introduction à l'observation du ciel. Je n'ai volontairement pas mis de figures, comme si on se trouvait la nuit en regardant les étoiles avec un astronome. Cependant j'ai mis des liens vers les pages de mon site https://www.bonciel.be/ pour plus ample information. Mon livre « Regardons le Ciel »

https://www.amazon.fr/Regardons-ciel-Francis-MICHEL/dp/1980641382/ref=sr_1_1?ie=UTF8&qid=1538142539&sr=8-1&keywords=regardons+le+ciel+francishttps://www.amazon.fr/Regardons-ciel-Francis-MICHEL/dp/1980641382/ref=sr_1_1?ie=UTF8&qid=1538142539&sr=8-1&keywords=regardons+le+ciel+francis

est aussi bien plus explicite.

La première carte du ciel est sans doute le zodiaque de Denderah, un plafond décoré dans une sépulture égyptienne datant du Ier siècle. Des cartes du ciel sont établies en Chine dès le VIIe siècle et peu après par les Arabes. Il faut attendre le XVe siècle pour avoir les premières cartes faites en Europe. Images sur Cartes anciennes

Je vous prose de regarder le ciel comme le faisaient les anciens, sans carte. Cependant je donnerai des liens si vous désirez des illustrations. Mais c'est un bon exercice de regarder le ciel dans sa tête avec des mots et des images mémorisées. Les descriptions sont faites pour une latitude voisine de 50° N (Belgique, Nord le France, Sud du Canada, etc.)

Situons les astres localement d'abord. Les points cardinaux : le soleil se lève à l'Est à la fin de l'hiver et de l'été (équinoxes de printemps et d'automne). Il passe au Sud en milieu de journée (midi vrai) Il se couche à l'Ouest aux mêmes dates . A la fin de l'automne (solstice d'Hiver) il se lève au SE et se couche au SO, à la fin du printemps (solstice d'été) il se lève au NE et se couche au NO.

Pour repérer une étoiles localement on utilise l'azimut, l'angle pris sur l'horizon à partir du Nord, de 0° à 360° vers l'Est (attention, parfois à partir du Sud), et la hauteur, l'angle pris verticalement au-dessus de l'horizon, de 0° à 90° (Coordonnées Célestes).

Un premier repère indépendant du lieu d'observation est l'équateur céleste, projection de l'équateur terrestre sur le voûte céleste. Actuellement on mesure la position des étoiles par rapport à ce cercle. L'ascension droite est l'angle mesuré « horizontalement » de 0h à 24h à partir du point vernal ( position du Soleil à l'équinoxe de printemps, on en reparlera), dans le sens contraire des aiguilles d'une montre, et la déclinaison mesurée « verticalement »de -90° à +90°. Actuellement ce sont ces coordonnées qu'on trouve dans les catalogues car elles sont indépendantes du lieu d'observation. Il y a un petit problème c'est qu'elles ne sont pas fixes suivant la date à cause de la précession qui est le mouvement de l'axe de la Terre qui modifie sa position par rapport aux étoiles. L'angle que fait l'axe de la Terre avec le plan de son orbite est environ 23,5°. Il tourne et fait un tour complet en environ 26.000 ans. (Précession et horoscope ). Quand un catalogue est qualifié J2000, c'est pour le 1er janvier à 0h, 2000, qu'il est établi. L'équateur est fixe dans le ciel pour un lieu donné. L'angle qu'il fait avec l'horizon il est égal à 90° moins la latitude. Il est confondu avec l'horizon aux pôles et vertical à l'équateur. A 40° chez nous.

Les anciens repéraient plutôt les étoiles par rapport à l'écliptique et c'est très utile pour nous aussi. L'écliptique est le chemin du Soleil par rapport aux étoiles, donc la projection du plan de l'orbite terrestre sur la voûte étoilée. Les autres planètes parcourent aussi, à peu près, ce cercle. La suite des constellations qui se trouvent sur cette ligne est le zodiaque. Il y en a 13 mais on va diviser cette ligne en 12 segments de 30° nommés suivant la constellation principale On commence par le point vernal, la position du Soleil à l'équinoxe de printemps, qui est l'intersection de l'écliptique et de l'équateur. (Globes et Zodiaque) et dans le sens contraire des aiguilles d'une montre. On commence actuellement par les Poissons, puis le Bélier, le Taureau etc. Attention, pour les horoscopes c'est décalé d'un signe ; on commence par le Bélier. C'est dû à la précession et les astrologues conservent la tradition depuis l'antiquité, il y a environ 2150 ans (26.000/12). Les coordonnées écliptiques sont la longitude à partir du point vernal et dans le même sens que l'ascension droite, de 0° à 360°, et latitude de -90° à +90°, du Sud au Nord.

Ces deux derniers systèmes vont dans le sens contraire de l'azimut car l'azimut va dans le sens du mouvement diurne et les deux autres dans le sens du mouvement annuel. (Qui tourne ?)

Les anciens (depuis Ptolémée) donnaient la longitude par le nom du signe suivit d'un angle de 0° à 30°. Au XVIIIe on donnait le numéro du signe puis l'angle. La conversion de tous ces angles font appel à la trigonométrie sphérique dont les principes on déjà été établis par Ptolémée au IIe siècle.

Les planètes se trouvant toutes à peu près dans le même plan, ne vont pas fortement s'écarter de l'écliptique, de même que la Lune et la plupart des satellites. Où observe-t-on les planètes et la Lune en fonction de la date ? L'essentiel c'est de bien comprendre que sous notre latitude l'écliptique est haute en hiver et basse en été. Après le passage du Soleil à l'équinoxe de printemps, le Soleil est de plus en plus haut, l'écliptique s'élève par rapport à l'équateur jusqu'à atteindre un angle de 23,5° , l'inclinaison de l'axe de la terre. (Ecliptique). L'écliptique est donc haute le jour en été comme le Soleil et inévitablement basse la nuit. Le contraire en Hiver. Aux équinoxes c'est un peu plus compliqué. A l'équinoxe de printemps l'écliptique est haute le soir et basse le matin et le contraire à l'équinoxe d'automne. Pour bien voir les planètes , c'est donc le soir au printemps, la nuit en hiver et le matin à l'automne.

On peut classer les constellations en deux groupes : les hémisphères Nord et Sud par rapport à l'équateur. Au pôle Nord on voit seulement l'hémisphère Nord et inversement au Sud. A l'équateur on peut voir toutes les constellations, mais qui sont celles proches des pôles célestes sont très basses sur l'horizon. L'étoile polaire qui se trouve dans le prolongement de l'axe de la Terre est à une hauteur égale à la latitude terrestre ; elle est au zénith aux pôles et sur l'horizon à l'équateur. (Sphère armillaire). Pour mesurer les positions exactes des étoiles on utilise maintenant des satellites artificiels spécialement dédiés à cette tâche. Les catalogues actuels sont des immenses bases de données. (« Big Data »)

On distingue deux types de planètes, intérieures (Mercure et Vénus), plus proches du Soleil que la Terre et extérieures (les autres) plus éloignées. (Planètes) Mercure et Vénus ne vont jamais s'écarter fortement du Soleil, l'angle est appelé l'élongation. L'élongation maximum de Mercure est de 18° à 28° et de Vénus de 45° à 47°. On les observe le mieux le soir ou le matin mais relativement proche du Soleil ; vers l'Ouest le soir ou vers l'Est le matin, en tenant compte de la position de l'écliptique comme décrite ci-dessus.

Un truc facile est de connaître l'élongation d'une planète pour la situer. Si cette élongation est de 30° vers l'Est elle se trouve ou le Soleil sera dans un mois, aucune conversion ne s'impose. 90° correspond à trois mois, etc. Si l'élongation est 180° ce qui ne peut arriver que pour les planètes extérieures on parle d'opposition (au Soleil), la planète est au plus proche de la Terre et pour 0° c'est la conjonction, on ne voit pas la planète. Elle est devant ou derrière le Soleil pour les planètes inférieures et derrière pour les planètes supérieures. Le temps qu'il faut pour revenir à la même position par rapport au Soleil dépend de la période de la Terre et celle de la planète. 115 jours pour Mercure, 583 pour Vénus, 779 pour mars et à peu près un an pour les autres. On voit donc que les oppositions de Mars sont assez rares, plus de deux ans. Pour Mercure c'est assez fréquent mais les variations d'élongation rendent parfois Mercure difficile à observer.

La période de Jupiter étant de presque 12 ans il va se déplacer à chaque opposition, tous les ans, d'un signe vers l'Est, Saturne d'un signe tous les deux ans, Uranus tous les 7 ans et Neptune 14. Le mouvement de la Terre va occasionner des boucles dans le mouvement apparent des planètes extérieurs (Jupiter). C'est dû à un effet de perspective. Elles font parfois marche arrière, tous les ans, un peu comme le paysage vu d'un train en mouvement. Ptolémée à expliqué cela par une combinaison compliquée d'orbites autour la Terre. Copernic a considérablement simplifié le problème en faisant tourner les planètes autour du Soleil. Mais la Lune, elle, tourne bien autour de la terre, voyons son mouvement apparent.

Suivant sa position relative par rapport au Soleil et la Terre la partie éclairée sera vue différemment ce sont les phases.(Lune) Quand elle est entre nous et le Soleil (conjonction), elle est éclairée à l'arrière, on ne la voit pas, c'est la nouvelle Lune ; après une semaine à peu près, son élongation est de 90° vers l'Est, (quadrature), elle est éclairée de coté , on la voit le soir à moitié éclairée, tournée vers l'Ouest , c'est le premier quartier ( on devrait dire demi). 14 jours plus tard elle est en opposition, la pleine Lune qu'on voit toute la nuit, et enfin le dernier quartier, tournée vers l'Est le matin. Pour savoir si elle haute ou basse, c'est assez facile comme je l'ai expliqué pour les planètes. Le premier quartier se trouve où le Soleil sera trois mois plus tard car son élongation est de 90° vers l'Est, la pleine Lune est comme le Soleil six mois plus tard et le dernier quartier comme le Soleil trois mois plus tôt. Donc chaque fois une saison. Par exemple en automne, le premier quartier est bas comme le Soleil en hiver, la plein Lune à mi-hauteur, comme le Soleil aux équinoxes et le dernier quartier est haut comme le Soleil en été.

Reste le mouvement des étoiles qui n'est pas le plus simple car le mouvement annuel se confond avec le mouvement diurne. (Lever et coucher héliaques) Les étoiles visibles la nuit dépendent de la position de la Terre par rapport au Soleil. En un jour elles font le tour du ciel comme le Soleil à cause de la rotation de la Terre sur elle-même. (

 ) mais, chaque jour, elles sont en peu en avance, environ d'un degré ou à peu près quatre minutes, car la Terre tourne autour du Soleil dans le sens contraire des aiguilles d'une montre et va, en quelque sorte, à la rencontre des étoiles. Par exemple, Orion, visible le matin en octobre sera visible soir en janvier. Le temps sidéral est l'heure réglée sur le passage du point vernal au méridien. Il se décale chaque jour de quatre minutes par rapport à l'heure solaire et gagne exactement un jour en un an.

Il y a encore plein d'autres choses à voir dans le ciel : des comètes, des étoiles filantes, des astéroïdes, mais aussi tous les objets du ciel profond : galaxies, nébuleuses, amas d'étoiles etc. Rien qu'avec des jumelles vous pouvez observer beaucoup plus qu'à l'œil nu et c'est un bon début avant l'achat éventuel d'un télescope (Jumelles) Vous pouvez aussi faire facilement des photos qui capterons beaucoup plus d'étoiles (Photographier le ciel)

Bon ciel