Principaux mouvements de la Terre Les cartes du ciel mobiles Laurent Zimmermann [email protected] 05.04.03 www.cao.be.tf Rotation journalière de la Terre Révolution annuelle de la Terre Axe de rotation Circulation autour du Soleil Plan de révolution z direction (≈) invariable → étoile Polaire Période : z l’écliptique z obliquité : 23° 26’ z 1 jour (24 h 00 min) p/r au Soleil Effets apparents : mouvement diurne Période : 1 an (environ 365,25 d) Vitesse faiblement variable (≈ 30 km/s) rotation de la sphère céleste z alternance jours / nuits z 05.04.03 www.cao.be.tf 3 L’aspect du ciel change z le Soleil culmine chaque jour vers midi z mouvement diurne z par rapport aux étoiles → jour sidéral (dÃ) par rapport au Soleil → jour solaire (d) en 1 an : 1 tour de plus p/r à que p/r ! 366,25 dà = 365,25 d z dà = 23 h 56 min 04 s z avance de 3 min 56 s / jour des à p/r z le Soleil traverse 13 constellations écliptiques z constellations d’hiver (Orion), d’été (Lyre)… www.cao.be.tf 4 Révolution autour du Soleil selon la date (1 tour par an) z 05.04.03 www.cao.be.tf Deux durées du jour, selon le repère : selon l’heure (1 tour par jour) z z 05.04.03 Rotation et révolution combinées Aspect du ciel z 2 z 5 05.04.03 www.cao.be.tf 6 1 Utilité d’une carte céleste mobile Une étoile se lève de plus en plus tôt z z avance de 3 min 56 s par jour (1 d / an) valeur peu propice au calcul mental ;-) Montrer facilement la partie du ciel située au-dessus de l’horizon par un moyen mécanique (abaque) pour une date donnée z une heure donnée z 05.04.03 www.cao.be.tf 7 Sphère céleste des étoiles fixes 05.04.03 8 Coordonnées célestes uranographiques Apparence du ciel Situer un point sur la sphère terrestre mouvement diurne d’ensemble pas de perception de relief z sensation de voûte → sphère céleste z z z z λ : longitude (← méridien Greenwich) ϕ : latitude (← équateur terrestre) Situer un point sur la sphère céleste Sphère céleste α : ascension droite (← point vernal γ) δ : déclinaison (← équateur céleste) z Coordonnées uranographiques : α, δ z sphère centrée sur l’observateur z étoiles fixes à sa surface z 05.04.03 www.cao.be.tf www.cao.be.tf z 9 05.04.03 www.cao.be.tf 10 Le point vernal Direction celle du Soleil à l’équinoxe de printemps (latin ver, veris : le printemps → vernal) z intersection entre z z z un plan // à l’équateur terrestre un plan // à l’écliptique Point zéro des coordonnées α, δ 05.04.03 www.cao.be.tf 11 05.04.03 www.cao.be.tf 12 2 Pôles et équateur célestes Où est le pôle céleste ? Pôles célestes En azimut Points de percée de l’axe de rotation de la Terre dans la sphère céleste z δ = +90° (PCB) ou δ = –90°(PCA) z z au-dessus du point nord de l’horizon En hauteur z Équateur céleste hauteur (h) = latitude (ϕ) Intersection du plan de l’équateur terrestre avec la sphère céleste z δ = 0° z 05.04.03 www.cao.be.tf 13 05.04.03 www.cao.be.tf 14 Visibilité de la sphère céleste Astres perpétuellement levés (= circumpolaires) z z étoile Polaire, Grande Ourse, Cassiopée… Soleil de minuit (N : ϕ > 90° – δ ; δ < ε) Astres perpétuellement couchés z z Croix du Sud, Nuages de Magellan… nuit polaire Astres se levant et se couchant 05.04.03 www.cao.be.tf 15 05.04.03 www.cao.be.tf 16 Géométrie d’une carte céleste générale Carte ronde Au-delà d’un hémisphère Pôle au centre Équateur α au pourtour δ sur un rayon 05.04.03 www.cao.be.tf 17 05.04.03 www.cao.be.tf 18 3 Aspect d’une carte céleste générale Alignements ! Étoiles : disques Attention aux alignements : grand diamètre si grand éclat apparent z sans rapport avec la taille réelle une droite sur la carte est rarement une « droite » (grand cercle) sur la sphère céleste ! z Constellations (88) figures conventionnelles tracées par des groupements d’étoiles (mythologie, …) z sans rapport avec leurs distances z Astérismes (ex. : « Triangle d’été ») 05.04.03 www.cao.be.tf 19 05.04.03 www.cao.be.tf 20 Orientation du méridien Point de départ : z Greenwich à minuit UT à l’équinoxe de printemps Additionner 3 angles rotation de la Terre depuis minuit angle dont la Terre a tourné depuis l’équinoxe de printemps z longitude (+ vers l’est) z z 05.04.03 www.cao.be.tf 21 05.04.03 www.cao.be.tf 22 Avant de se repérer Connaître les constellations très visibles z UMa, Cas, Ori, Tau, Aur, Leo, Cyg… Connaître les astérismes remarquables z Triangle d’été, Carré de Pégase… Savoir trouver des étoiles brillantes z 05.04.03 www.cao.be.tf 23 05.04.03 Sirius, Spica, Antarès, Fomalhaut, Arcturus… et la Polaire www.cao.be.tf 24 4 Éléments d’une carte mobile du ciel Écliptique Équateur Point γ Pôle α(t) Dates Coord α Carte du ciel Transparent (horizon) Index de déclinaison 05.04.03 www.cao.be.tf 25 Heures Méridien sup Horizon Vertical Almicantarat Zénith Pôle Crépuscule : –6°, –12°, –18° 26 www.cao.be.tf 28 Index ∆λ www.cao.be.tf 27 05.04.03 Exemples d’utilisation Ouf ! C’est fini… Ciel visible maintenant Position de Saturne (α = 5 h 33 min, δ = +22°) Lever de Mars (α = 19 h 28 min, δ = –23°) Lever du Soleil Fin du crépuscule astronomique Grande Ourse au zénith 05.04.03 www.cao.be.tf Coord. δ Méridien inf 05.04.03 05.04.03 www.cao.be.tf 29 … à moins qu’il y ait des questions Bonne observation Rendez-vous vers 22 h : « 2003, une année exceptionnelle pour les planètes » 05.04.03 www.cao.be.tf 30 5