Observer les étoiles

Globe stellaire bon marché

Beau spectacle naturel de plus en plus rare à cause de la pollution urbaine. Néanmoins, lorsqu’on voit la voûte céleste, comment se repérer ? Les outils nécessaires au repérage des étoiles sont les globes stellaires et les cartes du ciel. Je parlerai également de l’astrolabe.

Tout d’abord, on déterminera les latitude et longitude du lieu (Google!), par exemple, Marseille 43,2965°Nord, 5,3698°Est. Une précision meilleure que le degré est illusoire ici. Nous nous contenterons donc de 43°Nord et 5°Est. La direction Nord-Sud devra être repérée. Elle pourra l’être grâce un plan ou une carte à grande échelle, ou bien encore avec une boussole.

La boussole n’indique pas le Nord vrai, mais le nord magnétique. Il faut donc connaître la déclinaison magnétique du lieu (Google!) qui varie avec le temps. Nord géographique + déclinaison magnétique (comptée positivement vers l’Est)= Nord magnétique. Si la correction est inférieure au degré, ignorez la ! Pour Marseille en octobre 2018 elle vaut 1°37 min. C’est négligeable pour des observations à l’œil nu.

http://www.geomag.nrcan.gc.ca/calc/mdcal-r-fr.php?date=2018-10-24&latitude=43&latitude_direction=1&longitude=5&longitude_direction=1

Mon globe stellaire possède deux coques métalliques (hémisphères nord et sud). Leur jointure correspond à l’horizon céleste. Cette représentation qui respecte pleinement les angles correspond exactement à ce que l’on verrait si l’on était à l’intérieur du globe. L’horizon céleste matérialise le plan perpendiculaire à l’axe de rotation nord-sud. Cet axe de rotation doit être pointé dans la direction du nord vrai, grosso modo, l’étoile polaire. Comme on ne la voit pas, on se débrouille pour positionner cet axe avec un angle de 43° (latitude) par rapport au plan horizontal. Le globe est ici posé dans un berceau hémisphérique dont l’arceau supérieur horizontal est gradué en degrés sur 360°, indiquant au passage les directions N,S,E,O. qui permettent de l’orienter Nord-Sud. L’horizon céleste doit passer par les points {Est} et {Ouest}. Cet arceau horizontal matérialise l’horizon physique de l’observateur. Sur le globe, l’écliptique est figurée par les positions successives du soleil au cours de l’année à peu près tous les dix jours (3 fois par mois, donc tous les 365/10=36,5°). Pour le jour présent, j’ai collé une pastille jaune au niveau de la position 23X, quelque part entre la Vierge et la Balance histoire de me repérer. L’écliptique représentée par un grand cercle sur le globe est aussi le plan contenant les planètes du système solaire : c’est là qu’il faut les chercher. Un plan auquel appartient l’œil de observateur est vu, en perspective, comme une droite qui entoure ce dernier ! Les planètes paraissent alignées alors qu’elle ne le sont en général pas dans la réalité. Attention, la Lune n’est pas dans le plan de l’écliptique.

 Repérage sur une carte du ciel

Deuxième outil, la carte du ciel. L’utilisation en est moins évidente que le globe. Elle doit être ajustée par la donnée des longitude et latitude. Ensuite, la correspondance des index jour/mois et heure, va permettre de connaître la portion du ciel au dessus de soi. Cette portion est limitée à sa périphérie par l’horizon physique représenté par un cercle. On doit donc tenir la carte verticalement, portion d’horizon observé dirigée vers le bas. La représentation des constellations est donc inversée par rapport au globe stellaire. Évidemment les observations au zénith ne sont pas commodes. Il faut se coucher par terre sur le dos et regarder en l’air. Courbatures et torticolis sont garantis. En outre, l’orientation est difficile. Maintenant, des sites internet comme Heaven Above ont fait perdre beaucoup d’intérêt à ces outils.

 Astrolabe sur mesure (Janus)

Pour le fun : l’astrolabe. Cet instrument très ancien est un véritable calculateur analogique. Il a été inventé par Hipparque ou Ptolémée, on ne sait pas trop. Je renvoie à l’article wikipédia pour la description précise de cet instrument assez complexe. La représentation des constellations est une projection plane du globe stellaire, donc inverse de celle des cartes du ciel classiques. La cosmographie antique dont il est issu est déjà une science très compliquée. Il suffit de mettre le nez dans une traduction moderne de l’Almageste de Ptolémée pour le réaliser. Voyez ce lien :
http://www.cpt.univ-mrs.fr/~rovelli/Almagest.pdf   pdf 691 pages. IIème siècle. En version papier récente, je ne connais que celle de G.J. Toomer qui est très bien faite mais … en anglais.
L’outil mathématique utilisé tout au long de l’ouvrage est la géométrie sphérique. Quiconque ne la maîtrise pas ne peut rien comprendre à ce travail. Ptolémée était un génie.
Quelques libres référence sur l’astrolabe : The Electric Astrolabe (Janus) pdf 119 pages. The Astrolabe in Theory and Practise, pdf 47 pages. Chaucer’s Astrolabe Treatise, Geoffrey Chaucer (ca. 1340-1400) pdf 41 pages, LA référence historique semble-t-il.

Un autre outil, plus sophistiqué que l’astrolabe, est la sphère armillaire. C’est une espèce de modèle réduit du système solaire observé. Les reproduction de pièces anciennes sont chères. Toujours plus sophistiqué : le Torquetum (Moyen-Age). Ces deux derniers instruments sont utilisés pour l’étude du mouvement des planètes, non des étoiles. Ce sont de beaux objets. Voyez sur Google.