Comment bouge le ciel?
Le jour, on est habitué: le Soleil se lève du côté Est de l'horizon, et se couche du côté Ouest. On finit même par se convaincre que s'il est plus haut dans le ciel en été qu'en hiver, c'est à cause des saisons, et de l'inclinaison de l'axe de rotation de la Terre par rapport au plan de son orbite. Mais la nuit, c'est parfois un peu plus déroutant, surtout si l'on ne jette qu'un coup d'oeil rapide, une fois de temps en temps, en sortant la poubelle le soir...
On va parler ici du mouvement d'ensemble du ciel et non pas des mouvements individuels des étoiles: car elles mènent leurs vies elles aussi, il faut voir leur histoire ici...
On ne voit pas toute l'année les mêmes étoiles. Malgré tout, certaines sont tout le temps visibles. Il paraîtrait même que quelques-unes refuseraient de bouger. Et où sont les planètes dans tout ça?... Hum, cela semble un peu compliqué non?... En fait, on peut quasiment tout expliquer à partir de seulement deux faits: la Terre tourne sur elle-même, et aussi autour du Soleil. Voyons un peu tout ça...
Le décor: un petit système Terre-Soleil, au milieu d'étoiles terriblement lointaines. Observons tout d'abord le mouvement de rotation de la Terre sur elle-même (mouvement diurne).
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Le ciel, au-dessus de nous, ressemble à une vaste voûte sur laquelle sont piquées les étoiles. La Terre tourne sur elle-même à l'intérieur, comme un poulet rôtissant sur sa broche. La broche pointe toujours (à l'échelle d'une durée de vie humaine) en direction d'une petite étoile banale, Alruccabah, dans la constellation de la petite ourse. On l'appelle aussi l'étoile Polaire. Vue de la Terre, cette étoile semble alors figée au milieu des autres étoiles qui lui tournent autour. L'étoile Polaire n'a rien de spécial, c'est par hasard qu'elle se trouve actuellement dans le prolongement de l'axe de rotation terrestre. D'ailleurs, ça ne durera pas: comme l'axe terrestre pivote lentement sur lui-même, à la manière de l'axe d'une toupie (c'est la précession, qui lui fait accomplir un tour en 26000 ans), l'étoile Polaire perdra progressivement son statut de "polaire"... |
Pour le constater, ce n'est pas compliqué: un appareil photo laissé en pose B (obturateur ouvert) pendant quelques dizaines de minutes en direction du nord (dans l'hémisphère nord), et vous aurez ce genre d'image:
Pendant la durée d'ouverture de l'appareil (quelques heures ici), les étoiles se sont déplacées, et ont marqué leur chemin sur la pellicule (ou le capteur CCD). La Polaire est l'étoile au centre de rotation, ou du moins presque. L'alignement entre l'axe de rotation terrestre et l'étoile n'est pas parfait. A quoi vous attendiez-vous d'ailleurs? Tsss... vous êtes trop idéaliste, la nature est bien plus rigolote que ça...
Tiens, d'ailleurs, vous avez remarqué? Sur la photo, certaines étoiles ne descendent pas sous l'horizon, elles ne se couchent jamais! On dit qu'elles sont circumpolaires (ça peut rendre service pour un scrabble...)
Mais tout le monde sur Terre ne voit pas tout à fait la même chose. Cela dépend de votre latitude:
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| Si vous partez en direction du pôle nord de la Terre, petit à petit, vous verrez l'étoile Polaire monter dans le ciel. Comment savoir quand vous serez arrivé au pôle? (du moins si vous arrivez à faire abstraction des dix ours blancs qui vous suivent depuis quelques kilomètres) Facile, à ce moment, vous aurez l'étoile Polaire parfaitement à votre verticale, au dessus de votre tête, au zénith. En ce lieu étonnant, vous continuez à voir les autres étoiles lui tourner autour, et aucune d'entre elle ne se couchera, elles vous tourneront toutes autour: de quoi donner le mal de mer. Si vous êtes malin, vous aurez compris que l'angle entre l'horizon nord et la Polaire est la Latitude de votre lieu d'observation. Voilà, vous savez trouver la moitié de vos coordonnées géographiques. |
Voici sous forme de planisphère céleste ce qui se passe:
Sous des latitudes nord
moyennes (environ 45°), la plupart des étoiles se lèvent
du côté Est de l'horizon. Mais certaines ne se couchent même
pas: celles qui sont assez proche de la Polaire. |
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Ici, vous êtes exactement
au pôle nord. Pas chaud hein?... L'étoile Polaire trône
au zénith, toules les autres décrivent des cercles autour
d'elle, les plus basses frôlent l'horizon. D'ailleurs, si le Soleil
est plus haut que l'équateur céleste (partie estivale de
son trajet), il ne se couche pas plus que les étoiles, même
à minuit, il sera visible... |
Petit entracte: voici un paysage au Soleil de minuit, tout près du Cap Nord, en Norvège, donc bien au-delà du cercle arctique, mais encore pas au pôle. Il est 2h du matin en temps local, mais bien minuit en heure solaire. Le Soleil est là, bas sur l'horizon, mais présent dans le dos du photographe... Dur de dormir sous la tente...
Si vous êtes au pôle, vous ne verrez donc que la moitié des étoiles du ciel, puisque l'autre moitié est en permanence cachée par la Terre sous vos pieds. A 45° de latitude nord, c'est déjà mieux, au cours de l'année, on voit défiler une grande partie des constellations de tout le ciel, seul l'extrême sud est inaccessible. Le meilleurs endroit d'observation est à l'équateur, là, tout le ciel sera observable si on patiente une année. L'étoile polaire (côté nord) et le pôle céleste sud seront eux au raz des pâquerettes, à peine visibles au-dessus de l'horizon grâce à la réfraction atmosphérique.
Mais pourquoi justement ne voit-on pas toutes les nuits les mêmes constellations? Simplement parce que la Terre tourne autour du Soleil:
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| Par exemple, au printemps, vu du la Terre, le Soleil est devant la constellation des Poissons, celle-ci est donc invisible, masquée par l'éclat du jour. Par contre, c'est le moment idéal pour observer la Vierge, qui est au plus haut dans le ciel en plein coeur de la nuit. Six mois plus tard, cette dernière constellation sera masquée par le Soleil, mais on verra très bien les Poissons... |
Ainsi, chaque jour, les constellations se lèvent un peu plus tôt (4 minutes d'avance par jour), ce qui les fait défiler les unes après les autres tout au long de l'année.
Pour finir, les planètes, elles, tournant autour du Soleil presque dans le même plan que celui de la Terre, c'est toujours dans la même bande de ciel entourant la Terre qu'on les trouvera en train de dériver lentement, de jours en jours. Elles circulent le long de l'écliptique, parcourant les célèbres treize constellations du zodiaque que tout le monde connait (13 et pas 12...Ah? Vous ne connaissiez pas Ophiucus?... Elle en fait bien partie pourtant, dommage que les astrologues ne soient pas au courant, si ça se trouve, vous êtes du signe de l'Ophiucus...)
Vous voyez, pas si incompréhensibles que ça finalement, les mouvements de la voûte céleste et des étoiles, mais qui permettent de comprendre et de visualiser un peu mieux nos virevoltes dans l'espace...