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L’observation du ciel
1. Les observations à l’œil nu
La nuit, la lumière du Soleil est cachée par la Terre, et donc d’autres sources de lumière se révèlent à nos
yeux, au fur et à mesure que nous nous habituons à l’obscurité. Avec une bonne vue et un ciel bien sombre,
il est possible d’observer des étoiles, des planètes, quelques objets du ciel profond, des satellites artificiels…
Bien souvent, on oublie que le premier instrument astronomique pour débuter, est l’œil.
A l’œil nu, on peut voir :
 Les constellations,
 Quelques étoiles doubles, comme Alcor et Mizar dans la Grande Ourse,
 Des planètes : Mercure, Vénus, Mars, Jupiter, Saturne et bien sûr notre satellite naturel : la Lune,
 Quelques objets du ciel profond comme les Pléiades, la nébuleuse d’Orion ou la galaxie
d’Andromède, par exemple,
 Des satellites artificiels comme le télescope spatial Hubble ou la Station Spatiale Internationale…
DIFFERENCE ETOILE - PLANETE
Visuellement, on différencie une planète d’une étoile par le fait qu’elle ne scintille pas. En effet, la couche
d’atmosphère situé entre nous, observateur sur Terre, et l’espace où se trouvent les astres peut subir des
mouvements que l’on nomme généralement « turbulence ». Cela peut être dû au sol qui rend la chaleur de
la journée, du vent dans la haute atmosphère… On peut comparer ce phénomène à celui qu’il se produit
quand on regarde les cailloux dans un cours d’eau, et qu’il y a du courant, les cailloux paraissent flous. C’est
la même chose qu’il se produit lorsque l’on observe le ciel.
Pour amoindrir ce phénomène et faire de bonnes observations, il vaut mieux se trouver en haute montagne,
sur une île ; bref, dans un endroit isolé, loin de toute source de pollution.
Mais les différences fondamentales entre une étoile et une planète sont les suivantes :
 Une étoile est un objet céleste gazeux, composé d’hydrogène et d’hélium, à l’intérieur duquel il se
produit des réactions de fusion nucléaire. C’est donc un astre qui produit de la chaleur, de la lumière
et des radiations.
 Une planète est un objet céleste gazeux ou non, qui orbite autour d’une étoile. Elle n’est visible que
parce qu’elle renvoie la lumière de l’étoile qui l’éclaire, elle ne produit ni de radiations ni de chaleur.
LES ETOILES
Les étoiles, que nous voyons sur la voûte céleste quand nous observons le ciel à l’œil nu, sont plus ou moins
brillantes, certaines même apparaissent avec des couleurs.

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Les étoiles apparaissent avec une luminosité plus ou moins importante, cela signifie :
 Qu’une étoile peu brillante peut être de petite taille et proche, ou bien qu’elle est de grande taille
mais située très loin,
 Qu’une étoile très brillante doit être de grande taille et située assez proche de nous.
Cette luminosité est appelée « magnitude ». Plus elle est petite (voire négative), plus l’astre est lumineux.
Par exemple, la magnitude du Soleil est de -26, celle de la Pleine Lune est de -12, celle de l’étoile Vega (étoile
la plus brillante de l’été) est de 0.
La magnitude limite de l’œil nu est de 6, mais dans des conditions exceptionnelles avec un ciel très sombre
(comme aux îles Canaries, au Chili ou à Hawaï), on peut atteindre la magnitude de 7,5 à l’œil nu.
Pour information, avec une paire de jumelles on a accès à la magnitude 9, avec un télescope de 200mm on
observe jusqu’à magnitude 13.
Les étoiles apparaissent aussi en couleur, certaines sont bleues, d’autres jaunes (comme le Soleil) et d’autres
plutôt rouges. La couleur d’une étoile nous donne une indication sur leur âge et leur température de surface.

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D’après le tableau ci-dessus, que l’on nomme « diagramme de Hertzsprung-Russell (HR)», voici ce que l’on
peut remarquer :
 Les étoiles bleues sont les plus massives et les plus chaudes, avec des températures de surface
avoisinant les 50 000ºC. Elles sont plutôt rares car leur luminosité est de 10 milliers à 10 millions de
fois supérieure à celle de notre Soleil. Leur rareté vient du fait qu’elles ont une durée de vie très
courte car elles consomment très vite l’hydrogène contenu dans leur noyau, en moins de 10 millions
d’années.
Le tableau suivant contient des étoiles bleues. Sur les 25 étoiles les plus brillantes, 10 sont des
étoiles massives alors qu’elles ne représentent en réalité que 2% des étoiles.
Ces étoiles se trouvent sur les lieux de leur naissance, en particulier dans les bras spiraux des
galaxies.
Etoile
Constellation
Magnitude
Luminosité (par
rapport au Soleil)
Distance (en
années-lumière)
Rigel
Orion
-6,69
40 000
800
Achernar
Eridan
-2,77
1 100
140
Agena
Centaure
-5,42
10 000
500
Spica
Vierge
-3,55
2 000
270
Mimosa
Croix du Sud
-3,92
3 000
400
Regulus
Lion
-0,52
140
78
Acrux
Croix du Sud
-4,19
4 000
300
Bellatrix
Orion
-2,72
1 000
250
Les étoiles jaunes sont de 0,8 à 1,2 fois la taille du Soleil, elles appartiennent à la séquence principale
du diagramme HR. Leur température de surface est comprise de 5000 à 6000ºC et leur durée de vie
est estimée à 10 milliards d’années. Environ 10% des étoiles de la Voie Lactée sont des naines
jaunes.
Voici quelques exemples d’étoiles jaunes :
Etoile
Constellation
Magnitude
Luminosité (par
rapport au Soleil)
Distance (en
années-lumière)
Soleil
-
4,83
1
-
Alpha Centauri A
Centaure
4,38
1,52
4,36
Tau Ceti
Baleine
5,68
0,59
11,90
51 Pegasi
Pegase
4,51
1,30
47,90
Capella
Cocher
-0,50
78,00
42,20
 Les étoiles rouges sont des géantes, voire supergéantes mais relativement froides, avec des
températures de surface avoisinant les 3000ºC. Ce sont des étoiles qui suivent leur évolution après
avoir quitté le stade de la séquence principale du diagramme HR, pour aller vers la mort progressive
des étoiles.
Celles de la taille de notre Soleil vont finir leur vie en naine blanche, les autres qui sont beaucoup
plus massives vont terminer leur vie en supernovae puis en trou noir.
Voici quelques exemples d’étoiles rouges :
Etoile
Constellation
Magnitude
Luminosité (par
rapport au Soleil)
Distance (en
années-lumière)
Betelgeuse
Orion
-5,15
63 000
427
Antarès
Scorpion
-5,58
65 000
604
Gacrux
Croix du Sud
-0,56
1 500
88
Mirach
Andromède
-1,86
460
200

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LES PLANETES OBSERVABLES À L’ŒIL NU
Dans le système solaire, lorsque les conditions d’observation le permettent, on peut voir : le Soleil, la Lune,
Mercure, Vénus, Mars, Jupiter et Saturne.
Toutefois, elles se situent toujours dans une des constellations du zodiaque.
A l’œil nu, les planètes ont l’aspect des étoiles, sauf qu’elles ne scintillent pas et qu’elles se déplacent au fil
des jours, des semaines ou des mois par rapport aux constellations et aux étoiles environnantes.
Mercure, la planète la plus proche du Soleil, est la plus difficile à voir car elle est toujours très près de
l’horizon, peu de temps avant le lever ou après le coucher du soleil. Elle est plutôt de couleur jaune-orangée.
Vénus, appelée aussi « étoile du Berger », est extrêmement brillante. Elle est de couleur blanche, elle se lève
au moins 3h avant le soleil ou se couche 3h après.
Mars, qui apparait de couleur rouge, peut être visible toute la nuit.
Jupiter, la plus grosse des planètes, est très brillant. Elle apparait blanche légèrement jaunâtre.
Saturne, est assez brillante et de couleur jaune, légèrement orangé.
Pour savoir où se trouvent les différentes planètes, on regarde les éphémérides grâce au site suivant :
http://www.astrosurf.com/ephemerides/ ou http://pagesperso-orange.fr/pgj/.
LES OBJETS DU CIEL PROFOND À L’ŒIL NU
A l’œil nu, les objets du ciel profond apparaissent comme des taches floues. On peut par exemple, par ciel
bien sombre, observer ces objets spectaculaires :
 L’amas ouvert de la Crêche (ou de la Ruche), de son nom M44 (Messier 44), qui est très étendu dans
la constellation du cancer et visible au printemps.
 L’amas ouvert M11, du Canard Sauvage, dans la constellation de l’Ecu de Sobieski, est visible en été
par un ciel très sombre.
 L’amas ouvert des Pléiades M45, dont on voit 8 à 12 étoiles sous la forme d’un point d’interrogation.
Il se situe dans la constellation du Taureau et est visible en automne-hiver.
 Le double amas de Persée, NGC 869 et NGC 884 (NGC = New General Catalogue), sont visibles en
automne-hiver entre Persée et Cassiopée, bien qu’ils appartiennent à la constellation de Persée.
 L’amas globulaire M13 dans la constellation d’Hercule, qui est visible à la fin du printemps et en été.
 La galaxie d’Andromède, objet le plus lointain visible à l’œil nu car il se situe à 2,9 millions d’années-
lumière, et qui se situe dans la constellation du même nom. Elle a l’aspect d’une tache floue
blanchâtre allongée, et est visible en été et à l’automne.
 La fameuse nébuleuse d’Orion, M42, qui se trouve dans la constellation du même nom, visible en
hiver. Elle se situe au milieu des 3 étoiles du baudrier, sous les 3 étoiles Alnilam, Alnitak et Mintaka
qui forment la ceinture du chasseur Orion.
LES SATELLITES ARTIFICIELS VISIBLES
Les satellites artificiels sont repérables assez facilement car ce sont des points lumineux, semblables à des
étoiles, qui se déplacent d’un point à l’autre du ciel en quelques minutes. Ces satellites sont visibles quand
leurs panneaux solaires sont dirigés vers le soleil, ils apparaissent donc comme des étoiles mais qui se
déplacent à vitesse constante, environ 28000 km/h.
Certaines nuits, on peut voir jusqu’à 200 satellites.
Voici un site internet qui permet de prédire les heures de passage des satellites, au-dessus de chez vous,
notamment la Station Spatiale Internationale (ISS) : http://www.heavens-above.com/.

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2. Qu’est-ce qu’une constellation ?
Depuis l’antiquité, les observateurs ont regroupé les étoiles en figures imaginaires : les constellations.
Celles-ci dessinent des héros de la mythologie, des objets ou des animaux plus ou moins fantastiques.
Lorsque les astronomes occidentaux ont commencé à s’intéresser au 17ème et 18ème siècle au ciel austral,
de nouvelles constellations ont été crées, aux noms beaucoup moins poétiques que ceux donnés par les
observateurs de l’antiquité : la Machine Pneumatique, le Burin…
Vers l’an 1000, les astronomes arabes ont identifié les étoiles les plus brillantes à l’aide de noms encore
utilisés de nos jours : Deneb, Aldébaran, Altaïr…
Depuis 1603, date de parution de l’atlas de l’astronome J.Bayer (1572-1625), on désigne les étoiles par les
lettres de l’alphabet grec, dans l’ordre de luminosité apparente : l’étoile la plus brillante d’une constellation
est α, puis vient ensuite ß, etc. Lorsque l’alphabet grec est épuisé, on utilise des lettres et des chiffres,
comme par exemple UMa 37, SAO 1149…
En 1930, les astronomes du monde entier se sont mis d’accord pour adopter une carte du ciel universelle,
avec une nomenclature standard ; ils ont alors découpé le ciel en 88 constellations.
L’HÉMISPHÈRE NORD
Les constellations boréales sont les plus anciennes et correspondent au plan de ciel visible depuis les régions
de la Méditerranée par les astronomes de l’Antiquité. Ils les ont d’ailleurs liées entre elles par des légendes.
L’étoile, qui se trouve dans la direction de l’axe de rotation de la Terre et autour de laquelle tournent les
autres constellations, est l’étoile polaire qui fait partie de la Petite Ourse. Elle indique le nord, elle est
quasiment immobile sur la voûte céleste, elle servait les grecs à se repérer.
Certaines constellations sont visibles toute l’année, depuis les latitudes de la France, on dit qu’elles sont
circumpolaires car proches du pôle et ne passant jamais sous l’horizon, en voici quelques exemples : la
Grande Ourse, la Petite Ourse, Cassiopée, Céphée, le Dragon et la Girafe.