Association des astronomes amateurs d’Auvergne
Ecole d’astronomie :
La seule école où on ne vous reprochera pas d’être dans la Lune
Se repérer dans le ciel
Voir et prévoir
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Ecole d’astronomie
1ère orbite :
Se repérer dans le ciel
Les coordonnées azimutales : hauteur, azimut
Les coordonnées équatoriales : déclinaison, ascension droite
Voir et prévoir
Quelles étoiles puis-je voir ce soir ?
Observer
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Se repérer dans le ciel
Les coordonnées
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Quelle est cette étoile?
Quelle est sa position?
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J’ utilise une
carte mobile
du ciel
On reviendra là-dessus
en fin de séance
Quelle est cette étoile?
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Quelle est cette étoile? Antarès
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Quelle-est sa position?
Hauteur-Azimut : une méthode simple
Une méthode sans référence à des connaissances
astronomiques.
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HAUTEUR = AOE
AZIMUT = NO(S)A Sens rétrograde
Aiguilles d’une montre N
S
A
O
E
270°
0°
90°
HORIZON SUD
180°
La position de l’astre est définie par
sa HAUTEUR
et son AZIMUT (ou AZIMUTH)
Méridien
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Horizon
180°
Méridien
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Pour se repérer : Boussole pour l’azimut Rappel : en astronomie l’azimut 0° est au nord et on tourne dans le sens des aiguilles d’une montre en regardant le sol.
Et le bras pour la hauteur Sans instrument, bras tendu devant soi : un doigt = 1,5° une main doigts serrés = 10° doigts ouverts = 25°
Exemple d’utilisation des données hauteur et azimut
Les très fins croissants lunaires sont souvent indiqués dans ce système,
car il n’y a pas d’étoiles visibles pour se repérer autrement au moment où
on peut les observer.
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Autre exemple d’utilisation des données hauteur et azimut
Flashes des satellites Iridium https://www.calsky.com/
La hauteur est parfois appelée ‘’altitude’’…
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Limite de ce système : les coordonnées azimutales sont un système local, valable pour un lieu et un moment donnés.
Clermont Ferrand
Yaoundé
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Une autre méthode plus « astronomique »
Observons d’abord le ciel nocturne et son évolution au fil
des heures.
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Stellarium 1
Les étoiles sont en perpétuel mouvement
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La sphère céleste
• On peut se représenter les étoiles comme « collées »
sur une sphère qui « tournerait » autour de la Terre : la
sphère céleste.
• C’est la « sphère des fixes » des anciens Grecs.
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Le mouvement des astres
L’Étoile polaire est le « pivot » du ciel (ou en est proche).
Les étoiles culminent toutes dans la même direction, opposée à
l’Etoile polaire (méridien).
En un lieu donné, une étoile donnée culmine toujours à la même
hauteur.
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Exemple
Sirius, Clermont-Ferrand, 1 image par heure
Culmination : azimut 180°, hauteur 27°30’
Le 9 février 2017 : culmination à 22h13
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L’Equateur céleste Projection de l’équateur terrestre sur la voute céleste
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La déclinaison
Pour le Soleil ou un astre quelconque :
angle de la direction de l’astre avec le plan de l’Équateur (+90/-90°)
La déclinaison d’une étoile est fixe. C’est l’équivalent d’une latitude.
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La déclinaison
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La déclinaison du Soleil
• On observe que le Soleil à midi est plus haut en été qu’en hiver.
• Ce phénomène est à l’origine des saisons. Il est dû à l’inclinaison
(« obliquité ») de l’axe des pôles de la Terre, par rapport à son
plan de rotation autour du Soleil (« plan de l’écliptique »).
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La déclinaison du Soleil
Selon la saison, le Soleil, à midi, culmine au nord ou au sud de
l’équateur.
Hiver
Hémisphère nord
Eté
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-30
-25
-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
25
30
janv févr mars avr mai juin juil août sept oct nov déc
Solstice d'été
Équinoxe de
printemps
Équinoxe
d'automne
Solstice d'hiver
La déclinaison du Soleil varie chaque jour.
Deux fois par an, aux équinoxes, le Soleil culmine exactement
sur l’équateur : sa déclinaison est nulle.
Au solstice, sa déclinaison est de +/- 23°27’
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Et pour se repérer complètement
• Avec la déclinaison, nous savons repérer la hauteur d’un
astre par rapport à l’équateur céleste.
• Et dans « l’autre sens », le long de l’équateur céleste ?
(équivalent d’une longitude).
• Il nous faut définir l’équivalent d’un méridien de
Greenwich. Mais celui-ci doit être « fixe » dans le ciel et
non lié à la Terre.
• Pour cela, revenons au Soleil.
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T
g : point Vernal Equinoxe de printemps
Solstice
d’hiver
Solstice
d’été
Equinoxe d’automne
Pôle Nord Céleste
Pôle Sud Céleste
x
x
Soleil
Le « mouvement » du soleil
• Sur la sphère céleste, le Soleil se « déplace » aussi. Il en fait le tour en un an, dans le « plan de l’écliptique ».
• A l’équinoxe de printemps, sa déclinaison est nulle : il se situe à l’une des deux intersections du plan de l’écliptique et de l’équateur céleste, le « point vernal » (ver, veris : le printemps).
• Nous allons utiliser le point vernal comme origine pour nous repérer le long de l’équateur céleste.
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Stellarium 2 point gamma
Que se passe-t-il autour du 21 mars?
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Image : www.albireo78.com
Le point vernal est noté γ (gamma) ou parfois G.
Il se déplace lentement au fil des années (un tour complet en 26 000
ans), du fait de la précession des équinoxes. Il est actuellement dans la
constellation des Poissons.
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2017
- 500
Bélier
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• Nous allons repérer chaque astre de la sphère céleste par son « ascension droite » (AD) : angle avec le point vernal, le long de l’équateur céleste, mesuré vers l’est.
• Plutôt qu’en degrés, l’AD est exprimée en heures, minutes et secondes.
– 24 h = 360°
– 1 h = 15°
– 1 mn = 15’
– 1 s = 15’’
Vue de dessus
L’ascension droite
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0h 00mn 0s
g
Bélier
Ascension droite de
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Déclinaison + Ascension droite
Avec ces deux coordonnées, nous pouvons repérer
chaque astre du ciel.
Image : http://www.nakedeyeplanets.com/
Regulus constellation du Lion
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Les coordonnées équatoriales sont pratiquement constantes pour les étoiles ‘’fixes’’ (lointaines). Seule la précession des équinoxes les fait varier lentement : Par exemple pour Bételgeuse : 01/01/2000 : 5h55m10s +7°24’26’’ 20/01/2015 : 5h56m24s +7°24’32’’
Elles changent cependant très vite pour les « astres errants » : les planètes, le Soleil, la Lune, les comètes, les astéroïdes qui se déplacent rapidement par rapport aux étoiles ‘’fixes’’. Par exemple pour Vénus : 01/03/2017 : AD = 0h 36mn d = +11°07’ 31/03/2017 : AD = 23h 52mn d = +7°22’
La variation des coordonnées équatoriales
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SYNTHESE La position équatoriale d’un astre se définit par : • La déclinaison en ° ‘ ‘’ donne sa position par rapport à l’équateur céleste (+ au nord, - au sud). • L’ascension droite (h, mn, s) donne sa position par rapport au point vernal (point Gamma) en se déplaçant vers l’est parallèlement à l’équateur céleste. Ces coordonnées appelées ‘’équatoriales’’ sont identiques pour tous les observateurs. Elles permettent l’établissement d’atlas du ciel et de rechercher un objet.
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Exemple : le Pocket Sky Atlas
Insensible à l’humidité, pas cher,
indispensable…
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Les coordonnées à quoi ça sert pratiquement.
A trouver un astre invisible : Vénus ou Mercure en plein jour, un objet
difficile à repérer ( Uranus, Neptune,…, comète, objet du ciel profond )
Pour cela il faut une montures équatoriale « correcte »
Une bonne mise en station
Connaitre les coordonnées d’une étoile de référence proche de l’objet
et facilement accessible - pour Vénus ou Mercure ce sera le Soleil - et
les coordonnées de l’objet.
Le principe
1 - Centrer l’objet de référence dans le champ (attention avec le Soleil
!!!).
puis
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Les coordonnées et les instruments 2 - Avec les
cercles gradués
mobiles de la
monture afficher
ses coordonnées
(ascension droite
et déclinaison)
face aux points de
repère de la
monture.
Faire pivoter la
monture en AD et
Dec pour amener
les coordonnées
de l’objet
recherché devant
les points de
repère de la
monture
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Données Stellarium
Soleil : 0 h 36 min +3°57
Vénus : 23 h 54 min + 7°42
Vénus 30 /3/2017 14h01 HL
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Voir et prévoir
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Quelles étoiles puis-je voir ce soir ?
Ca dépend…
• du jour de l’année,
• de ma localisation géographique.
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Le ciel au fil de l’année
• Pour voir les étoiles, il faut qu’il fasse nuit !
• Au fil des saisons, je ne verrai pas les mêmes
constellations : ciel d’été, ciel d’hiver etc.
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Le ciel dans ma région
Pour voir une étoile donnée, il faut aussi qu’elle culmine au-
dessus de l’horizon :
• Hauteur (altitude) > 0°
Nous allons voir que la hauteur d’une étoile dépend de la
latitude du lieu de l’observateur.
• Quelles étoiles seront visibles à Clermont (45°47’ nord) ?
= quelle relation entre déclinaison et hauteur ?
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Hauteur-Déclinaison-Latitude
Pour un astre à sa culmination au méridien :
Hauteur = 90° + Déclinaison - Latitude
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Hauteur-Déclinaison-Latitude
• Hauteur = 0° pour Déclinaison = Latitude – 90°
• A Clermont, je peux, en théorie (horizon parfaitement
dégagé) observer les constellations dont la déclinaison est
comprise entre + 90° (Pôle nord céleste) et - 44°13’
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Hauteur-Déclinaison-Latitude
• Quelques points de repère au méridien :
– Equateur céleste : D = 0° H = 44°13’
– Deneb : D = 45°20’ H = 89°33’
= étoile « zénithale »
– Antarès (Scorpion) D = -26°26’ H = 17°47’
– Alpha du Centaure D = -60°50’ H = -16°37’ = non
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Hauteur-Déclinaison-Latitude
• Le plan de l’écliptique (Planètes) : haut en été… le jour !
Donc bas la nuit. Et haut la nuit en hiver.
– Maxi : D = 23°27’ H = 67°40’
– Mini : D = -23°27’ H = 19°46’
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Les constellations
Seules les limites entre constellations sont normalisées par l’Union
astronomique internationale. Le dessin des constellations varie selon
les auteurs.
Exemple : le Lièvre
Wikipedia
Michael Vogel « Étoiles, planètes et
constellations »
Delachaux & Niestlé
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Observer
• Pour préparer sa séance d’observation et reconnaître les
constellations, l’astronome amateur utilise une carte du
ciel.
• De préférence une carte mobile, établie pour sa latitude,
réglable en jours et en heures.
• La carte est tracée pour un observateur qui la tiendrait
au-dessus de sa tête.
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Heure
Horizon ouest Horizon est
Mérid
ien
• Régulus se couche.
• Epsilon Sco passe
au méridien.
• Le Verseau se lève.
• Le triangle d’été est
à l’est du méridien.
• Véga passera au
méridien dans 2 h.
• Orion est invisible.
Heure légale =
• TU + 1h en hiver
• TU + 2h en été
Attention à l’heure
pour laquelle la carte
est conçue (TU,
normale etc.)
Date
Pôle Nord Zénith Horizon nord
Horizon sud
17 avril 03h00 TU
17 mai 01h00 TU
17 juin 23h00 TU…
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Construire une carte mobile
Observer
Téléchargeable sur le site 4A
dossier
2ème page
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En pratique, quelques conseils
• Utiliser une carte du ciel, si possible un atlas, et une lampe rouge.
• Repérer les étoiles principales au crépuscule, les grandes figures caractéristiques (ceinture d’Orion, triangle d’été, grand carré de Pégase…).
• Se servir de ces éléments connus pour s’orienter et se donner une échelle de distance, et repérer les autres constellations.
• Mémoriser quelques bases mythologiques à propos des relations entre les constellations (ex. : le Grand Chien accompagne le chasseur Orion).
• Apprendre son ciel progressivement.