Les Fiches d`astronomie et d`observation d`ALCOR

Les Fiches d’astronomie
et d’observation
d’ALCOR
Réalisé par Marion Catheline
Édition 2015
ALCOR – Astronomie et Lumières
du Campus d’ORsay
Université Paris-Sud
Bâtiment 470, 3e étage
Local dit « La Coupole »
91405 Orsay CEDEX

Unités de l’astronomie

La magnitude apparente est une mesure de l'irradiance d'un objet céleste observé depuis la Terre, elle
rend donc compte de sa luminosité. La magnitude est une échelle inverse dans laquelle la magnitude
augmente d'une unité lorsque l'irradiance est divisée par environ 2,51. Il est habituel de dénir la
magnitude zéro comme étant celle de l'étoile Véga, aux erreurs d'étalonnage près.
La magnitude peut être donnée dans une ou plusieurs bandes spectrales (exemple ltres U, B, V
du système photométrique de Johnson). Elle peut être également sommée sur l'ensemble du ux émis par
le spectre électromagnétique (magnitude bolométrique).
Magnitude
Unités de l’astronomie >
V
(magnitude) Objet céleste
-26,7 Soleil
-12,6 Pleine Lune
-4,6 Magnitude maximale
de Vénus
-2,9 Magnitude maximale
de Mars
-1,5 Étoile la plus brillante
(Sirius)
-0,7 Seconde étoile la plus
brillante (Canopus)
+0,0* Véga (Lyrae) (*+0,03)
+6,5 Astre le plus faible vi-
sible à l'œil nu
+12,6 Quasar le plus lumineux
+30 Objets les plus faibles
observés (Hubble)
L'origine de l'échelle des magnitudes remonte à l'Antiqui-
té où l'on pense qu'au IIe siècle av. J.-C. Hipparque classait
déjà les étoiles en six catégories (appelées «grandeurs») selon
leurs grandeurs apparentes. Les étoiles les plus brillantes
étaient de première magnitude, les suivantes de seconde ma-
gnitude et ainsi de suite jusqu'à la sixième magnitude pour
les étoiles les moins brillantes encore visibles à l'œil nu, ce
qui explique le caractère inversé de l'échelle par rapport à la
luminosité perçue. Cette méthode de classement par lumino-
sité a été ensuite popularisée dans l'Almageste de Ptolémée.
En 1856, Norman Pogson remarqua qu'une différence de
cinq magnitudes dans le système traditionnel correspondait
en intensité lumineuse à un rapport de cent (voir gure ci-
dessus). En d'autres termes, l'échelle est logarithmique. L'ex-
plication vient aujourd'hui du fait que la sensibilité de l'œil à
la lumière est logarithmique (loi de Weber-Fechner). Ainsi,
l'échelle des magnitudes n'est que la transcription mathéma-
tique de la perception de l'œil.
Par le passé, la référence était α Ursae Minoris, l’étoile po-
laire, de magnitude 2, mais elle a été abandonnée en raison
de sa variabilité. De même, la magnitude soi-disant nulle de
Véga fut aussi utilisée, mais elle a été abandonnée, du moins
dans l’infrarouge, après la découverte de son excès en infra-
rouge thermique. Cette découverte a été faite lors du lance-
ment du satellite IRAS, lors de son étalonnage vers l'étoile
Véga. On constata alors qu'elle est entourée de poussières.
L’étalonnage actuel est néanmoins basé sur cette étoile.

Plusieurs méthodes ont été identiées
pour mesurer des distances en astronomie.
Chaque méthode n'est applicable que pour
une certaine échelle. Le recoupement des
méthodes permet, de proche en proche, de
mesurer la distance des objets les plus
lointains de l'univers observable. La
distance des galaxies lointaines n'est
généralement pas exprimée en unité de
distance à proprement dire mais en termes
de décalage vers le rouge (redshift), noté z.
Les raisons de ce choix sont que la
conversion de ce redshift en unités de
distance requiert de connaître la valeur de
la constante de Hubble, laquelle n'était pas
précisément mesurée jusqu'au début du
XXIe siècle, et qu'à l'échelle des distances
cosmologiques, la courbure de l'espace-
temps permet de donner plusieurs
dénitions de la distance. Par exemple, la
distance dénie par la durée que met la
lumière pour rejoindre l'observateur est
différente de celle dénie par la taille
apparente d'un objet.
Distance
Unités de l’astronomie >
Types de distances à mesurer Unité (s) généralement utilisée (s) Équivalence en mètres
Distances de satellites articiels kilomètre 1×103
Distances d'objets proches de la
Terre
méga mètre
seconde-lumière
1×106
2,997 924 58×108
Distances planétaires
rayon solaire
giga mètre
minute-lumière
unité astronomique
heure-lumière
6,96×108
1×109
1,798 754 748×1010
1,495 978 707×1011
1,079 252 848 8×1012
Distances des étoiles proches année-lumière 9,460 730 472 580 8×1015
Distances à l'échelle galactique kilo parsec
siriomètre
3,084×1019
1,495 978 707×1017
Distances des galaxies proches mégaparsec 3,084×1019
Distance des galaxies lointaines giga parsec 3,084×1022

Unité astronomique
L'unité astronomique de longueur ou de façon plus
usuelle unité astronomique (ua, UA, au ou AU)
Elle est principalement utilisée pour exprimer les
distances entre les objets célestes du Système
solaire ainsi qu’entre ceux situés dans d'autres
systèmes planétaires.
Elle est historiquement basée sur la distance entre
la Terre et le Soleil et a été créée en 1958.
Lors de la 28e Assemblée générale de l’Union
astronomique internationale, l’unité astronomique est
dénie comme valant exactement 149 597 870 700 m
(soit 4,8481×10−6 pc, ou 15,812×10-6 al).
Distance
Unité de l’astronomie >
Parsec
Le parsec (symbole pc) est une unité de
longueur utilisée en astronomie. Son nom vient de la
contraction de « parallaxe-seconde ».
Le parsec est déni comme étant la distance à laquelle
une unité astronomique (ua) sous-tend un
angle d’une seconde d'arc. Un parsec
vaut 3,085 678×1016 m, soit environ 206 265 unités
astronomiques ((1/tan(1")) ua exactement) ou
3,2616 années-lumière.
Cette unité résulte de l’utilisation d’une
méthode trigonométrique dite « méthode de
la parallaxe », servant à déterminer la distance
séparant un observateur d’un objet éloigné
quelconque, à la mesure de la distance des objets
célestes..
Année-lumière
Une année-lumière, symbole al, au pluriel des années-
lumière, anciennement année de lumière est une unité
de distance utilisée en astronomie.
Une année-lumière est égale à la distance que parcourt
la lumière dans le vide pendant une année julienne,
soit environ 9 461 milliards de kilomètres (soit encore,
en ordre de grandeur, environ 10 000 milliards de
kilomètres, c'est-à-dire 1016 mètres ou 10 Pm).
L'année-lumière est une unité de
mesure de distance (et non de temps).
L'Union astronomique internationale la dénit comme
la distance parcourue par un photon (ou plus
simplement la lumière) dans le vide, en une année
julienne (soit 365,25 jours, ou 31 557 600 secondes).
Crédit : https://fr.wikipedia.org/wiki/Parsec