Dossier : Questions / réponses sur les mystères du ciel

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Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/espace/infos/dossiers/d/astronomie-
questions-reponses-mysteres-ciel-646/
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Questions/réponsessurlesmystèresduciel...
La Lune est elle plus grosse lorsqu'elle est à l'horizon ? De quoi sont faits les anneaux de Saturne ?
Sommes-nousseulsdansl'Univers?Autantdequestionsquel'onseposelorsquel'onregardelecielet
auxquellesonréponddanscedossier.
Page1/10-Questions/réponsessurlesmystèresduciel...
L'observation du ciel, simplement à l'œil nu ou avec des instruments modestes, est source
d'interrogations.Denombreusesquestions,quetoutunchacunpeutseposer,sontainsiabordéeslors
derencontresentreastrophysiciensetgrandpublic.
Jevousproposed'aborderdanscedossierunesélectiondequestionsquisontextraitesd'undesesouvragesde
vulgarisation:"L'Astronomie",éditéparHachette.L'écrituredecetouvragead'ailleursétédavantagedictéepar
sesrencontresaveclegrandpublic,lorsdesesconférences,plutôtqueparsaformationmêmed'astrophysicien.
OmbreduMaunaKea.©PhotoMichelMarcelin-Reproductionetutilisationinterdites.
Peut-onvoirl'ombredelaTerre?
AprèslecoucherduSoleil,onpeutvoirmonterdansleciel,versl'est,commeunebarredecouleurrosé.Cesont,
enfait,leshautescouchesdel'atmosphèreencoreatteintesparlesrayonsduSoleilcouchant.
Endessous decettebarrerose,onnoteunebarregrissombrequin'estniplusnimoinsquel'ombredelaTerre
projetéedansl'atmosphère.
Lorsqu'onsetrouvesurunpicmontagneuxisolé,onpeutmêmevoirclairementl'ombredecepicseprojetervers
l'estdans ladirectionopposéeauSoleilcouchant.Puis,aubout dequelquesminutes,cetteombresedilueelle-
mêmedansl'ombredelaTerrequigagnepetitàpetittoutleciel.Ainsis'installeprogressivementlanuit.
L'ombre du Mauna Kea (volcan de 4 200 m sur l'île Hawaii) se profile ici à l'horizon au-dessus des nuages
recouvrantl'océanPacifique.L'imageaété priseaucoucherduSoleiletl'onvoit,àl'est,la banded'atmosphère
02/10/2006-Par
MichelMarcelin,Astrophysicien

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encoreéclairéeenroseparlesrayonsduSoleilcouchant.Aupremierplansetrouventdepetitscônesvolcaniques
surlespentesduMaunaKea
Page2/10-LaLuneest-elleplusgrosselorsqu'elleestàl'horizon?
Onasouventl'impressionquelaLuneestplusgrosselorsqu'elleestbassurl'horizonquelorsqu'elleest
haut dans le ciel. Non seulement c'est faux mais c'est même l'inverse car, du fait de la réfraction
atmosphérique (courbure des rayons lumineux qui traversent l'atmosphère), elle apparaît légèrement
aplatieàl'horizon.
De plus, on est alors légèrement plus éloigné d'elle car, aux 384 000 km qui nous séparent de la Lune (en
moyenne),s'ajoutealorslerayondelaTerre(6400km).
Laluneàl'horizon.©DanielBardin-Reproductionetutilisationinterdites.
LapleineLuneselèveiciau-dessusdesPyrénéesaumomentoùleSoleilsecouchedansladirectionopposée.Son
disqueparaîtaplatidufaitdelaréfractionatmosphérique.L'imageaétépriseavecuntéléobjectifde180mmmuni
d'undoubleurdefocale.
L'impressiondevoirlaLuneplusgrosseàl'horizonrésulteuniquementdel'interprétationfaiteparnotrecerveau:
laLuneestalorscomparéeàdesobjetsassezgrandsvusdanslelointain,telsquedesarbres,desimmeublesou
mêmeunemontagne,lafaisantainsiparaîtred'autantplusgrande.Aucontraire,lorsqu'elleesthautdansleciel,
sanspointdecomparaisonpossible,ellenoussemblepluspetite,perduedanscetteimmensitésombre.
Page3/10-Quelleestladensitédegazdansunenébuleuse?
Onparledegazmaisils'agit,enfait,degazsiténuqu'onytrouvetrèspeudeparticulesparcentimètre
cube. Pour tout dire, il s'agit d'un vide plus poussé que le meilleur des vides qu'on sache faire
actuellementenlaboratoire.
Atitredecomparaison,sionprélèveundéàcoudred'atmosphèreterrestre,onytrouvedesmilliardsdemilliards
departicules;sil'onfaisaitlamêmechosepourlanébuleused'Orion,onn'ytrouveraitquequelquescentainesde
particules.
Alors, comment un gaz aussi ténu peut-il être aperçu d'aussi loin ?C'est tout simplement parce que le nuage

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occupeunénormevolumeets'étendsurplusieursannées-lumière dedistance,cequifaitque,lorsqu'onregarde
danssadirection,onaccumulesurlalignedeviséelafaiblelumièreémiseparchaquepetitboutdunuagesurune
grandelongueur,suffisammentpourqu'onpuissel'apercevoir.
Lagrandenébuleused'Orion.©CNRS-Reproductionetutilisationinterdites.
Cette remarquable nébuleuse dans la constellation d'Orion est l'une des plus connues car on peut voir très
facilement sa forme générale avec une paire de jumelles, en hiver. La couleur rouge est caractéristique du gaz
(hydrogèneessentiellement)quiestélectrisépardesétoilesjeunesetchaudesrichesenrayonnementultraviolet.
Lapartielaplusbrillantedelanébuleuseapparaîtblanchecarlaphotographieaétésurexposée.Ilfautnoterque
legazqu'onvoiticiesttrèsténu–onytrouveencoremoinsdematièreparcentimètrecubequedanslemeilleur
vide qu'on sache faire en laboratoire –, mais il occupe un volume énorme et s'étend sur des dizaines d'années-
lumière de distance de telle sorte qu'on le voit grâce à l'accumulation de la lumière le long de la ligne de visée
(clichétélescopede1,93mdel'ObservatoiredeHaute-Provence.
Page4/10-D'oùvientlemythedesMartiens?
Ausiècledernier,lesastronomesobservantMarsavecdegrandeslunettesontcruvoirdescanauxàsa
surface.Dèsquel'idéeaétélancée,beaucoupsesontmisàvoirunentrelacsdecanauxparticulièrement
denseetcompliquéàlasurfacedeMars.
Ilétaitd'autantplustentantd'yvoirdesouvragesartificielsqu'onadécouvert,en1877,lesdeuxpetitssatellites,
PhobosetDeimos,quitournentautourdeMarssuivantdesorbitestrèsprochesdelaplanèteetquiontétépris
pourdessatellitesartificielslancésparleshabitantsdecetteplanète.
Sil'onajouteàcelaquelestachesdusoldeMarssemodifient,encouleuretétendue,augrédessaisonscomme
s'ilyavaitdelavégétationenévolutionrégulière,oncomprendquel'existencedelaviesurMarsnefaisaitplusde
doutepourpersonne.D'oùl'idéedesfameuxMartiens.

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MarsvueparletélescopespatialHubble.©NASA,TélescopeSpatialHubble-Reproductionetutilisationinterdites.
Cette image de Mars montre la calotte polaire Sud et de grandes étendues sombres, dont la plus étendue est
SyrtisMajor,enbasàgauche,lorsdel'oppositiondumoisd'août2003.LacalottepolaireetSyrtisMajorétaient
alorsobservablesavecdepetitsinstrumentspuisqueMarssetrouvaitexceptionnellementprèsdelaTerre.L'image
est ici présentée avec le nord en bas de manière à reproduire les conditions d'observation de la plupart des
instrumentsastronomiquesquiretournentlesimages.
Page5/10-Dequoiestfaitl'anneaudeSaturne?
Avantmêmed'avoirphotographiél'anneaudeSaturnedeprèsaveclessondesVoyager,onsavaitqu'il
devait être très mince. Le premier des arguments qui étayaient cette théorie était que, avec les
télescopesbraquésdepuislaTerre,onapercevaitlaplanèteautraversdesanneaux;anneauxaupluriel
caronenavaitdistinguédeux,séparésparunezoneapparemmentvideappeléedivisiondeCassini(du
nomdel'astronomequil'adécouverteauXVIIesiècle).
Parlasuite,onadistinguéavecles télescopesjusqu'àcinqanneauximbriquéslesunsdanslesautres,maisl'on
saitmaintenantqu'ilyenadesmilliers.
Le second argument en faveur de la minceur venait de l'observation des anneaux vus par la tranche.
Saturne ayant,comme laTerre, sonaxederotationlégèrementbasculéparrapportàsonplanorbital,ellenous
présentesesanneauxsousunanglequivarieaucoursdesonmouvementorbital.Pendantqu'ellefaituntourdu
Soleilen29anset6mois,onvoitlesanneauxparlatrancheàdeuxreprises,c'est-à-direàpeuprèstousles15
ans.Acemoment-là,onpeutdoncjugerdeleurépaisseurquiavaitainsiétéestiméeàenviron1km.

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DanslesanneauxdeSaturne.©DessinDanielBardin-Reproductionetutilisationinterdites.
Cetteillustrationmontreles anneauxdeSaturnetels qu'onpourrait lesvoir si l'onétaitplacédans leur plan. La
tailledescaillouxconstituantlesanneauxesttrèsvariable,depuisdespoussièresdequelquesmicrons(commede
lafuméedecigarette)jusqu'àdegrosblocsdeplusieursdizainesdemètres.Enarrière-plan,onvoitseprofilerle
borddelaplanèteéclairéencontre-jourparleSoleil.
Page6/10-LacomètedeHalleya-t-elleguidélesRoismages?
La fameuse étoile qui aurait guidé les Rois mages vers Bethléem pourrait bien être une comète mais
certainementpascelledeHalley,carelleestpassée66ansavantlanaissanceduChristet10ansaprès
celle-ci. Si Giotto avait choisi de la représenter dans son tableau de l'adoration des Mages, c'est
uniquement parce que le passage de 1301 l'avait impressionné, mais il n'avait aucune prétention
historiqueetencoremoinsscientifique.
Aucunecomèteparmilescomètespériodiquesconnuesnesembleconvenir. Peut-êtreétait-ceunenovaouune
supernova (étoile en explosion visible à l'œil nu pendant quelques semaines ou quelques mois), mais
aucunrelevéastronomiqueprécisn'aétéfaitàl'époquepourpermettrederésoudrel'énigme.Lescalculs
montrentcependantqu'ils'estproduitunrapprochementspectaculairedeJupiteretdeVénus(rappelonsqueces
deuxplanètessontlesdeuxastreslesplusbrillantsdanslecielaprèsleSoleiletlaLuneetavantl'étoileSirius)le
17 juin del'an 2 avant Jésus-Christ.Cettedate est tout à fait plausible,l'annéeprécise denaissance duChrist
étantincertaine;depluslaprésencedesbergersdehorsavec desagneauxs'expliqueraitmieuxunenuitdejuin
qu'unenuitdedécembre.