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mardi 4 septembre 2018

QUELQUES CONSEILS POUR ADMIER LE CIEL À L’ŒIL NU


Auteur de l'article : Patrick Olivero

En hiver le ciel nocturne est magnifique. Pour l’admirer il faut évidemment que le ciel soit dégagé  et que l’on soit dans un lieu éloigné des lumières artificielles. Cet article donne quelques indications qui peuvent être utiles à un observateur débutant, dérouté par la complexité apparente du spectacle. Tout ce qui suit ne concerne que l’observation à l’œil nu (ce que chacun peut voir sans usage de jumelles ou télescopes) dans l’hémisphère nord (l’Europe par exemple).







Que voyons-nous quand nous regardons le ciel à l’œil nu ?

En premier lieu des étoiles, qui nous semblent innombrables mais qui en fait ne sont que quelques milliers visibles à l’œil nu. Elles appartiennent toutes à notre galaxie, la Voie lactée, (une galaxie est un rassemblement  d’étoiles dans un lieu déterminé du ciel), c’est-à-dire qu’elles forment notre « banlieue » puisqu’on estime que la Voie lactée contient 200 milliards d’étoiles et notre univers environ 1023 (1 suivi de 23 zéros !).

Nous les voyons, parce qu’elles sont relativement proches (mais toujours à une distance de plusieurs années-lumière) ou très brillantes. Mais ces quelques milliers d’étoiles sont suffisantes pour donner l’impression (fausse) qu’il est difficile de s’y orienter. Elles sont traditionnellement regroupées en « constellations » (par exemple la « Grande Ourse », « Cassiopée », etc.). Mais attention ! Une constellation n’est pas un objet astronomique. C’est uniquement une représentation très ancienne de la façon dont nous apparaît le ciel. Entre deux étoiles d’une même constellation il n’y a généralement aucune relation gravitationnelle et elles sont souvent très éloignées. Mais les constellations donnent des informations précieuses pour s’orienter.

Un point très important à comprendre est que les étoiles, à l’échelle de plusieurs générations, occupent toujours la même position dans le ciel. Leur mouvement apparent résulte de la rotation de la Terre sur elle-même et de la révolution de la Terre autour du Soleil.

Il en résulte qu’il existe trois types de constellations : celles qui sont visibles toute l’année, celles qui ne sont visibles qu’en été et au début de l’hiver et celles qui ne sont visibles qu’en hiver ou au début de l’été. Une conséquence pratique est que si l’on observe un jour une étoile se lever ou se coucher en un lieu particulier du paysage, on la verra toujours  se lever ou se coucher au même endroit. Pas à la même heure, en raison des mouvements de la Terre, mais toujours au même endroit.

Dans sa course apparente annuelle le Soleil parcourt douze constellations : le zodiaque. Pour une raison que j’ignore il est d’usage d’apprendre le nom de ces douze constellations grâce aux vers de Virgile :

« Sunt Aries, Taurus Gemini, Cancer, Leo, Virgo, Libraque Scorpius, Arcitenes, Caper, Aphora, Pisces »


Représentation traditionnelle des constellations que traverse le Soleil dans sa course apparante annuelle/
Remarque : les lignes qui relient les étoiles dans les dessins des constellations sont évidemment des lignes fictives destinées à faciliter la visualisation.

La Voie lactée n'est autre, nous l'avons dit, que notre propre galaxie que nous voyons, en quelque sorte "par la tranche". Elle apparaît comme un nuage blanc qui est en fait constitué de milliards d'étoiles.


La voie lactée (source : https://www.passion-astronomie.com/trouver-voie-lactee/)


Il existe d’autres galaxies que nous pouvons éventuellement observer à l’œil nu est (la galaxie d’Andromède par exemple). Mais il faut pour cela de très bons yeux, des conditions d'observation particulièrement favorables et savoir exactement où elles se trouvent. À l'œil nu elles apparaissent comme des minuscules flocons blanchâtres. Il y a peu de chances qu’un observateur débutant puisse les repérer.


En second lieu, et en fonction de la date de l’observation, on peut également observer des planètes. Les planètes sont des astres obscurs (elles n’émettent pas de lumière et, si nous les voyons, c’est parce qu’elles sont éclairées par le Soleil).

En fait, il n’y a que cinq planètes qui sont visibles à l’œil nu : Mercure, Vénus, Mars, Jupiter et Saturne. Contrairement aux étoiles elles n’ont pas une position fixe par rapport aux constellations et il faut disposer de tables numériques (appelées « éphémérides ») pour savoir si elles sont visibles et pour pouvoir les situer.

Pour faire la différence entre une planète et une étoile, il faut vérifier si l’astre scintille ou pas. Une étoile émet de la lumière qui scintille quand elle traverse l’atmosphère. Une planète par contre n’est pas lumineuse et apparait comme une lumière fixe. Quelques indications  : il est très difficile de situer Mercure car cette planète est toujours très proche du soleil ; Vénus est très reconnaissable (en particulier après le coucher du soleil ou avant son lever) car elle est très brillante, beaucoup plus que toutes les étoiles visibles (à l’exception de Sirius) ; Mars se reconnaît à sa couleur rouge ; Jupiter est également un astre très brillant. Quant à Saturne, il faut avoir recours aux éphémérides car c’est une planète assez peu brillante.

Je n'oublie pas bien entendu la Lune, qui est notre satellite, mais chacun la connait bien et connaît la succession de ses phases.


Il arrive que l’on puisse observer des comètes. C’est un spectacle magnifique mais suffisamment rare et  bien documenté par tous les médias, pour que nous n’en disions pas plus à ce sujet.

Pour en terminer avec les objets astronomiques visibles à l’œil nu citons les étoiles filantes ou autres météores. Il existe des périodes propices à l’observation des « pluies d’étoiles filantes » (les Perséides par exemple) mais là encore la plupart des médias donnent des indications suffisantes.

Enfin, il existe également des objets artificiels : avions, satellites, etc. Ces objets ne peuvent être confondus avec des objets astronomiques : d’abord car ils se déplacent à une assez grande vitesse ; ensuite car les avions disposent en général de lumières rouges et clignotantes (et font du bruit !). Les satellites artificiels apparaissent comme une lumière fixe (ils sont éclairés par le Soleil) et traversent le ciel visible assez rapidement.

Dans ce qui suit nous allons donner quelques conseils pour repérer les étoiles les plus connues et certaines constellations.

1°/ La Grande Ourse et l'étoile polaire : la première chose à faire est de se tourner vers le nord. On n’a pas besoin d’une grande précision. En général tout le monde sait instinctivement où se situe le nord. Si ce n’est pas le cas, il faudra se servir d’une boussole. Dans la zone nord on repère facilement la constellation de la Grande Ourse. C’est une constellation dite « circumpolaire », ce qui signifie qu’elle est visible toute l’année. On l’appelle aussi populairement « la casserole » car elle a la forme de cet ustensile de cuisine.Attention, en fonction de l'heure elle peut avoir différentes positions (mais toujours la même forme).



Représentation simplifiée de La Grande Ourse


Repérer La Grande Ourse a deux utilités : d’une part c’est un repère toujours visible ; d’autre part (dans l’hémisphère nord) elle permet de repérer l’étoile polaire. L’étoile polaire est une étoile peu brillante, appartenant à la constellation de La petite ourse et qui passerait inaperçue si elle n’avait pas une propriété remarquable : c’est la seule étoile du ciel qui a une position fixe. Pourquoi ? Parce qu’elle est (presque) située sur l’axe de rotation de la Terre (l’axe des pôles célestes) et n’a donc aucune rotation apparente. En fait toutes les étoiles semblent tourner autour de l’étoile polaire. Ce n'est pas tout à fait exact car l'étoile polaire n'est pas exactement confondue avec le nord céleste. Mais la différence est minime.




Pour trouver l’étoile polaire, il faut prolonger d’environ cinq fois le bord extrême de « la casserole » comme indiqué sur le schéma qui suit :



Une fois que l'on a repéré l'étoile polaire, on à peu près certain de la retrouver facilement car, bien qu'étant peu lumineuse, elle est relativement isolée au nord, à l'écart d'autres étoiles brillantes. C’est un excellent repère fixe lorsqu’on se retrouve un peu « perdu » dans l’observation du ciel. En outre, comme nous le verrons ci-dessous il existe un autre moyen, tout aussi facile de la repérer.

2°/ La constellation de Cassiopée : ayant repéré la Grande Ourse et l’étoile polaire, on remarque, du côté opposé à la Grande Ourse, par rapport à l’étoile solaire, une constellation en forme de W ou de M (cela dépend de l’heure), composé d’étoiles brillantes ; la constellation de Cassiopée. Compte-tenu de sa forme et de la luminosité de ses étoiles, il est quasiment impossible de ne pas la voir.



Si on trace une ligne imaginaire entre Cassiopée et La Grande ourse on identifie facilement l’étoile polaire. Aucune précision n’est nécessaire car, comme nous l’avons dit, la Polaire est la seule étoile tant soit peu brillante dans cette partie du ciel. C’est un autre moyen de repérer l’axe de rotation du ciel.




3°/ Constellation de Persée : Si on prolonge un des bras intérieurs du W de Casssiopée vers le sud-est, on trouve la constellation de Persée qui possède deux étoiles brillantes Mirphak et Algol. Mirpkak est la plus brillante, mais Algol est la plus connue car c’est le prototype d’étoile à éclat variable (elle n’a pas toujours la même luminosité).
Persée, au sud-est de l'image

Détail de Persée


Il est intéressant de connaître la position de Persée car c’est de cette constellation que semble jaillir la pluie d’étoiles filantes appelée « Perséides » au mois d’août.

4°/ L’étoile Capella dans la constellation du Cocher

Étoile à connaître car elle est très brillante et constitue un bon point de repère. On la trouve en prolongeant le « couvercle » de la Grande Ourse dans la direction opposée au « manche ». Elle se trouve à proximité de la constellation Persée. C’est l’étoile la plus brillante dans la région de la Polaire. À l’œil nu elle apparaît comme une étoile unique, mais c’est en fait un système stellaire composé de deux paires d'étoiles.


Source : https://saplimoges.fr/limage-du-mois-de-juillet-2017-la-constellation-du-cocher/




5°/ L’étoile Arcturus et la constellation du Bouvier

Nous revenons provisoirement à la Grande Ourse. La « queue » de cette « casserole » semble dessiner un arc de cercle. Si on prolonge circulairement cet arc on trouve très facilement une étoile très brillante et orangée, appelée Arcturus. Dans la liste des étoiles les plus brillantes du ciel elle arrive en troisième position dans l’hémisphère nord (1.Soleil, 2. Sirius, 3. Arcturus). Le nom Arcturus vient du grec ancien Ἀρκτοῦρος / Arktoûros qui signifie « le gardien des ours » en raison de sa proximité avec la Grande Ourse et la Petite Ourse. Elle fait partie d’une constellation, Le Bouvier, qui a la forme d’un cerf-volant rudimentaire.



Source : http://astrosurf.com/toussaint/dossiers/lesetoiles/vieetmort/lesetoiles.htm


À gauche du Bouvier on observe une jolie petite constellation en forme de demi-cercle : La Couronne Boréale.

6°/ L’épi de la Vierge

Si on prolonge au-delà d’Arcturus l’arc de cercla de la Grande Ourse on observe l’étoile Spica de la constellation de La Vierge (également appelée "l'épi de La Vierge"). 

Mais attention : cette constellation n’est pas circumpolaire et n’est visible qu’à partir de la fin de l’hiver. C’est une constellation dite « zodiacale » ce qui signifie qu’elle est parcourue par le Soleil entre le 16 septembre et le 30 octobre. C’est d’ailleurs la constellation (la plus étendue du ciel visible) et dans laquelle le Soleil reste un maximum de jours.

7°/ La constellation d’Orion : la reine des nuits d’hiver

La constellation d’Orion est remarquable et ne nécessite pas d’alignement particulier pour la reconnaître. Elle a la forme d’un grand sablier qui comporte, dans sa partie la plus étroite, trois étoiles brillantes (Les Mages d’Orion). Nous verrons plus loin que cet alignement est précieux pour identifier d’autres étoiles.



Outre Les Mages les trois étoiles les plus brillantes d’Orion sont Rigel, Bételgueuse et Bellatrix.


  • La plus brillante est Rigel ; elle est située à la partie inférieure droite de la constellation et sa couleur est bleuâtre. Elle est environ 78,9 fois plus grande que le Soleil,  et c’est la sixième étoile la plus brillante du ciel.
  • D’un éclat à peu près comparable Bételgeuse est de couleur rougeâtre et se situe à la partie supérieure gauche d’Orion. C’est la neuvième étoile la plus brillante du ciel. Rigel et Bételgeuse sont en quelque sorte les extrémités d’une grande diagonale du sablier et il est difficile (voire impossible) de ne pas les remarquer. 
  • Enfin Bellatrix moins brillante et se situe à la partie supérieure gauche d’Orion.
8°/ Sirius
Sirius est l’étoile la plus brillante du ciel. Il est facile de la repérer zn prolongeant vers le sol les trois étoiles constituant Les Mages d’Orion. C’est une étoile qui, sous nos latitudes européennes est toujours assez basse sur l’horizon. Il est donc possible, en fonction de la topographie, de l’heure et de la date qu’elle soit cachée. Mais quant elle est visible, il est impossible de la confondre avec n’importe quelle autre étoile en raison de son magnifique éclat. Dans l’Antiquité, Sirius a toujours été associée à des mythes ou à certaines pratiques agricoles.


Repérage de Sirius à partir d'Orion. Source : Sirius Japan LLC

9°/ Les Pléiades

Les Pléiades constituent un amas d’étoiles rassemblées dans un espace relativement restreint. Contrairement aux constellations les étoiles d’un amas sont liées par l’attraction gravitationnelle, c’est-à-dire qu’elles constituent un système. L’amas des Pléiades contient environ 3000 étoiles, mais seules 9 d’entre elles sont théoriquement visibles à l’œil nu. Théoriquement car, en fait, on ne distingue facilement que 5 d’entre elles. Si on a de bons yeux on pourra en voir 7. Pour en voir 9 il faut des conditions d’observation excellentes ou l’utilisation de jumelles.

Le moyen le plus facile pour repérer les pléiades est d’utiliser l’alignement PAMS que nous décrivons ci-dessous.


Source : wikipedia
10°/ L'alignement PAMS

PAMS sont les initiales de Pléiades, Aldebaran, Mages et Sirius. Ces objets sont en effet à peu près alignés dans le ciel hivernal.

Si on prolonge de gauche à droite une ligne fictive passant par Sirius et par Les Mages d’Orion, on rencontre une étoile brillante Aldebaran, qui appartient à la constellation du Taureau. C’est la treizième étoile la plus brillante du ciel et la seule étoile brillante à droite des Mages d’Orion.


Si on prolonge encore cette ligne fictive au-delà d’Aldebaran, on repère l’amas des Pléiades.


Source : http://www.planetastronomy.com/astronews/astrn-2008/04/astronews-net-28fev08.htm
11°/ Le triangle d'hiver

Le triangle d’hiver est une figure hivernale qui a la forme d’un triangle équilatéral. Ses sommets sont constitués par deux étoiles que nous connaissons déjà : Sirius et Bételgeuse, et d’une troisième Procyon.


Source : https://www.socialbuzz.fr/10-des-plus-brillants-objets-dans-lespace-que-vous-pouvez-voir-a-loeil-nu/
12°/ La carré de Pégase et la constellation d’Andromède


Ces deux objets sont associés car la Constellation d’Andromède  constitue en quelque sorte « la queue » du carré de Pégase et l’ensemble ressemble à La Grande Ourse en trois fois plus grand. Le carré de Pégase se reconnaît sans difficulté en raison de sa forme géométrique. Il est situé à droite de Cassiopée et les étoiles qui forment les sommets du carré sont les seules étoiles brillantes dans ce secteur.





Source : https://bellerophon69.skyrock.com/94605473-Je-suis-pres-de-la-Constellation-d-Andromede.html
La figure qui précède indique la position de la nébuleuse M31, visible à l’œil nu mais, nous l’avons déjà signalé, difficile à repérer.












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