Comment savoir où sont les planètes dans le ciel?

   Si vous avez déjà un peu de mal à reconnaître les constellations d'Orion, de la Grande Ourse ou du Petit Renard (ce qui peut se comprendre pour la dernière...), vous trouvez peut-être que de localiser les planètes dans le ciel est bien compliqué, surtout en sachant qu'elles se déplacent par rapport aux étoiles...

Jupiter et Saturne sont difficilement ratables: leur éclat est tel quelles ne passent pas inaperçues. Vénus est d'un vif éclat blanc, Jupiter est presque aussi brillante, mais d'une couleur tirant plus sur le jaune-verdâtre. Aucune étoile n'atteint leur éclat.

Saturne est bien visible, blanc-jaunâtre, mais déjà plus discrète au milieu d'une foule de petits points scintillants. C'est justement un critère de repérage: les étoiles scintillent mais pas les planètes. Vous en trouverez la raison ici.

Mars est comparable à Jupiter, mais tous les deux ans seulement: sa vive couleur orangée est inoubliable.

Mercure est relativement brillante, mais toujours cachée dans les horizons crépusculaires, ce qui la rend souvent délicate à repérer sans jumelles.

Uranus, Neptune et Pluton ne vous éblouiront pas. Seule la première est théoriquement visible à l'oeil nu, et encore, en sachant vraiment ou chercher, par une très belle nuit...

Mais pourquoi donc certaines planètes ne sont visibles qu'une partie de l'année, alors que pour d'autres, la périodicité sera plus longue? Les verra t-on le soir, le matin, n'importe quand? Hautes dans le ciel ou plutôt basses? Essayons de répondre à ces devinettes grâce à un petit outil pédagogique: un planétaire.

Un planétaire est un plan du système solaire, qui montre leurs positions dans le plan de l'écliptique, qui est aussi le plan de l'orbite de la Terre autour du Soleil. Aucune planète ne s'en écarte beaucoup, notre système solaire est tout plat. Ce qui donne un premier indice sur la zone ou chercher les planètes: elles cheminent au milieu des constellations qui autour de nous matérialisent le plan de l'écliptique. On les appelle les constellations du zodiaque, il y en a 13... Je vous laisse trouver celle que vous ne verrez jamais dans une revue de dentiste.

Pour en revenir au planétaire, il représente un Soleil au centre, des planètes autour de lui, chacune sur son trajet (son orbite) à peu près circulaire. Leur position autour du Soleil est repérée par un angle, la longitude héliocentrique. Voici par exemple ce que cela donne pour le 14 septembre 2012, avec un logiciel de Robert: Héliocentrique (mais il y en a d'autres...)

Les longitudes héliocentriques, en tableau.

Le même tableau de valeurs, transformé en plan du système solaire

Voici donc les positions des planètes dans le système solaire, à la date choisie. Que peut-on en faire?

Nous sommes sur Terre, on ne peut pas voir les planètes quand elles sont trop proches du Soleil. Dans le cas ci-dessus, il ne faudra pas compter pouvoir observer Mercure par exemple, elle est de l'autre côté du Soleil par rapport à nous.

Quand observer Mars ce jour là? Facile, il suffit de se rappeler que les planètes tournent autour du Soleil dans le même sens que la Terre tourne sur elle-même. Ce qui donne ceci par exemple:

Supposez l'observateur à l'équateur de la Terre, qui elle est vue depuis au-dessus du pôle Nord. Robert nous tourne le dos, sa main gauche est à l'Est, le droite à l'Ouest, là où se couche le Soleil. Avec cette petite animation, vous voyez dans ce cas que lorsque le Soleil se couche, la planète Mars est bien au-dessus de l'horizon, vers l'Ouest. Il lui faudra encore quelques heures pour se coucher.

Comme les planètes intérieures se déplacent plus vite que les extérieures, la Terre va s'éloigner de Mars. Cette dernière va se coucher de moins en moins de temps après le Soleil, pour finir par se perdre dans les brumes du couchant. Quand la Terre aura assez progressé, on commencera à revoir Mars, mais de l'autre côté du Soleil, donc, le matin avant son lever.

Pourquoi Mars n'est elle bien visible que tous les deux ans? C'est à cause de la combinaison des périodes orbitales des deux planètes. Cela donne schématiquement ceci:

Il faut donc un peu plus de deux ans pour retrouver Mars (en rouge) et la Terre (en bleu) dans la même configuration idéale: une opposition. Lors de cette disposition, la planète est au plus haut dans le ciel vers minuit (heure solaire), puisque la Terre est entre celle-ci et le Soleil... Elle se lève alors que le Soleil se couche, et réciproquement... Autre curiosité: au fur et à mesure que la Terre rattrape Mars sur son orbite, il nous semble la voir repartir en arrière sur le fond de ciel. Il se passe en fait la même chose que lorsque vous doublez une voiture sur l'autoroute: quand vous en êtes loin, on voit la voiture progresser dans le "bon" sens sur le paysage, mais lors du doublement, il nous semble la voir reculer par rapport à l'arrière plan. C'est une rétrogradation.

Voici ce qui se passera lorsque Mars sera non loin de l'opposition:

C'est aussi lors de cette fameuse opposition que la planète est la plus proche de la Terre, donc la plus brillante et la plus large en diamètre apparent.

Pour Vénus, si vous vous amusez à faire tourner l'horizon de la Terre dans le sens inverse des aiguilles d'une montre comme cela a été fait pour Mars, vous verrez qu'à la date choisie, Vénus se couche le soir avant le Soleil, alors qu'il fait encore jour. Ainsi, vous ne pourrez la voir que le matin avant le lever solaire. Vues de la Terre, les planètes internes ne semblent jamais s'écarter beaucoup du Soleil, vous ne les verrez alors jamais en plein coeur de la nuit, mais toujours peu après le coucher du Soleil, à l'Ouest, ou peu avant son lever, vers l'Est...

Toujours en utilisant notre planétaire et notre horizon tournant: saurez-vous prévoir la position de Saturne ce même jour? Très simple, elle semble, vue depuis la Terre bien sûr, plus proche angulairement du Soleil que Mars. Ainsi, après le coucher du Soleil, ce sera le tour de Saturne de descendre sous l'horizon, puis de Mars non loin derrière.

Si vous avez l'occasion de parler des mouvements dans le système solaire à des débutants, le planétaire est un outil formidable. En faire construire un sur une planche où l'on marque tous les quelques jours les positions des planètes fait comprendre bien des choses: les "lois" de Képler (plus la planète est lointaine et plus elle se déplace lentement), les positions relatives et périodes de visibilités, les changements dans leurs éclats et même leurs phases. Le logiciel vous fera aussi apparaître les vitesses et distances au Soleil changeantes d'une planète excentrique comme Mercure. Et rien ne vous empêche d'ajouter à votre plan une comète, dont l'orbe majestueuse traverse effrontément les trajets bien ordonnés des planètes principales...