Les étoiles vues de la Terre 1

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LES ETOILES VUES DE LA TERRE
Le ciel nocturne présente un grand nombre d’étoiles. Les étoiles
bougent, brillent, pourquoi ? A quelle distance sont-elles de nous ?
Ciel d’été horizon Nord
Quelques indices
Mouvements apparents des étoiles :
- Tout au long de la nuit les étoiles semblent se déplacer dans le ciel mais ce ne
sont pas les étoiles qui bougent, c’est la Terre qui tourne sur son axe.
Trajectoires apparentes des étoiles au cours de la nuit
- L’étoile polaire visible dans l’hémisphère nord est une étoile discrète mais très
importante pour se repérer : c’est la seule étoile dont la position reste fixe dans
le ciel. Pour les habitants de la région de Montpellier elle se trouve à 43 degrés
au-dessus de l’horizon nord.
- Tout au long de l’année, on voit un ciel différent à cause de la révolution de la
Terre autour du soleil.
En hiver nous observons durant la nuit une partie du ciel différente de celle du
ciel d’été. Les étoiles dans le champ de vision de nuit en hiver passent en été
dans le champ de vision de jour, et ne sont plus visibles du fait de la lumière du
Soleil.
- L’axe de rotation de la terre étant incliné, certaines étoiles sont visibles toute la
nuit tout au long de l’année. Pour les habitants de l’hémisphère Nord ce sont
celles qui sont proches de l’étoile polaire comme les étoiles de la constellation
de la Grande Ourse. On les appelle étoiles circumpolaires.
Les étoiles sont les
objets les plus
nombreux que l’on
peut observer le
soir dans le ciel.
Attention « l’étoile
du berger » n’est
pas une étoile, c’est
en fait la planète
Vénus.

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Luminosité :
Les étoiles brillent parce qu’elles produisent de l’énergie. Cette énergie est transportée
jusqu’à nous par la lumière. Plus l’étoile est loin moins elle semble brillante.
La luminosité apparente d’une étoile c’est sa luminosité vue de la Terre.
- L’étoile la plus brillante du ciel après le Soleil est l’étoile Sirius, elle est visible le
soir en hiver vers l’horizon Est puis sud.
- Les soirs d’été, l’étoile Véga dans la constellation de la Lyre, brille juste au-
dessus de nos têtes.
Couleur et température de surface des étoiles :
La lumière des étoiles est colorée. Certaines étoiles sont bleutées et d’autres plus
orangées. Cette couleur traduit la température de surface des étoiles.
Etoile en fin de vie
rouge orangée Etoile en milieu de vie jaune ou blanche Etoile jeune bleutée
Environ 3 000 degrés De 5 000 à 10 000
degrés Plus de 10 000 degrés
¾ Attention, la température au cœur des étoiles est beaucoup plus élevée,
plusieurs millions de degrés !
L’éclat bleuté des étoiles jeunes
de l’amas des Pléiades
Attention à ne pas confondre les
Pléiades avec la constellation de la
petite ourse qui est beaucoup plus
grande.
Distance séparant la Terre des étoiles :
Les étoiles ne sont pas toutes à la même distance de la Terre, ces distances sont très
grandes. Le Soleil est la seule étoile assez proche de nous pour que le satellite Soho
par exemple puisse voir des détails à sa surface.
On rappelle que le Soleil ne doit jamais être observé sauf avec un instrument
spécialement prévu pour ce type d’observation.
Pendant le jour son éclat nous empêche de voir les autres étoiles.
- L’étoile la plus proche de nous après le Soleil est Proxima du Centaure, une
étoile visible de l’hémisphère Sud notamment. Elle se situe à environ 43 mille
milliards de kilomètres et sa lumière met 4,3 ans à nous parvenir.
- L’étoile Rigel dans la constellation d’Orion est une géante bleutée, elle se trouve
à environ 800 années de lumière et elle brille comme 60 000 soleils.

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En avant pour les questions
1. Quelle est l’étoile la plus proche de nous ?
2. Il ne faut jamais observer le Soleil dans un instrument. Pourquoi ?
3. Les étoiles bleues sont-elles :
- plus froides ou plus chaudes que le Soleil ?
- Plus jeunes ou plus vieilles que le Soleil ?
4. Expliquer pourquoi l’étoile polaire garde une position fixe dans le ciel.
Pour aller plus loin
Comment mesurer la distance des étoiles ?
¾ Pour les plus proches on utilise la
parallaxe d’une étoile qui correspond à
l’angle sous lequel un extraterrestre
habitant cette étoile verrait le rayon de
l’orbite terrestre.
Méthode pour déterminer la parallaxe :
Quand la Terre est au point A par rapport
au soleil ; on vise la position de l’étoile E
par rapport à une étoile très lointaine. Six
mois plus tard la Terre est au point B, de
l’autre côté du Soleil et on vise à nouveau
la position de l’étoile E. La direction de
l’étoile très lointaine n’a pas changé et sert
de référence pour mesurer l’angle α (voir la
figure). La parallaxe de l’étoile E est la
moitié de l’angle α. Connaissant l'angle α
on peut calculer la distance entre l’étoile et
la Terre.
En réalité ce n’est pas très facile, la
distance entre l’étoile E et le Soleil est très
grande par rapport à la distance
Terre/Soleil et les angles sont très petits.
Heureusement le satellite Hipparcos sait
mesurer des angles de deux millièmes de
seconde d’arc soit un cheveu vu à 10 km !
¾ Pour les étoiles lointaines les
astronomes ont établi une relation entre la
brillance et la distance de certaines étoiles.
La distance Terre Soleil est de
150 millions de kilomètres.
Etoile E
Terre 6
mois
plus tard
B
Soleil
Terre
A
Vers une étoile
très lointaine Vers la
même
étoile très
lointaine
α

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Quelques questions plus difficiles
La distance séparant Sirius de la Terre est de 8,5 années de lumière. Cela veut dire
que la lumière venant de Sirius a mis 8,5 années à nous parvenir. Dans le vide de
l’espace la vitesse de la lumière est de 300 000 kilomètres par seconde.
5. Calculer la distance Terre Sirius en kilomètres.
6. Vérifier que la parallaxe de Sirius est de 0,38 seconde d’arc. (Rappel : un angle
de 1 degré vaut 3600 secondes d’arc).
Amas M80 (NGC 6093)
Amas d’étoiles
anciennes situé à plus
de 28 000 années
lumière (dans notre
galaxie la Voie Lactée)
comportant de
nombreuses géantes
rouges en fin de vie.
Le coin des curieux
- Quelle est la couleur de : Bételgeuse ? Antarès ? Deneb ?
- A quelle distance de la Terre se trouve l’étoile polaire ?
- Quel est le nom du satellite de l’ESA qui devrait battre les records d’Hipparcos
en 2011 ?
- Rechercher ce qu’on appelle une céphéide ? Pourquoi est-elle utile pour
déterminer des distances lointaines ? Qui était Henrietta Leavitt ?
Une très lointaine galaxie dans
laquelle on a pu trouvé une
catégorie spéciale d’étoiles
appelées céphéides très utiles
pour la détermination des
distances.
Photo Hubble Space Telescope
Galaxie NGC 4603