Analemme Expliqué : Comment le Réaliser Facilement

Obtenir ces images étonnantes du Soleil faisant d'étranges courbes dans le ciel n'est pas un travail rapide — cela prend une année entière ! Dans cet article, nous vous expliquerons comment fonctionnent ces courbes et comment vous pouvez créer votre propre analemme en quelques tapotements.

Contenu

• Qu'est-ce qu'un analemme ?
  • Analemme de l'Hémisphère Nord vs Hémisphère Sud
• Comment créer votre propre analemme
  • Comment faire des courbes pour la Lune et d'autres objets célestes
• Quelle est la signification de l'analemme ?
• Pourquoi l'analemme est-il en forme de huit ?
• À quoi ressemblait l'analemme dans le passé ?
• À quoi ressemble l'analemme sur d'autres planètes ?
• En conclusion

Qu'est-ce qu'un analemme ?

Un analemme est la courbe fermée ressemblant à un huit allongé que le Soleil trace dans le ciel sur une année si vous capturez sa position à la même heure chaque jour depuis un point fixe. En astronomie, le terme "analemme" est utilisé en référence au Soleil, mais les courbes en huit de la Lune sont également souvent appelées analemmes, bien qu'elles soient faites différemment.

Réaliser une photo d'un analemme est connu comme l'une des choses les plus difficiles et les plus chronophages en astrophotographie ! Vous devez placer un appareil photo à un endroit et photographier le Soleil plusieurs fois tout au long de l'année, toujours à la même heure du jour. Ensuite, vous devez superposer toutes ces photos pour obtenir le résultat final. D'ailleurs, l'apparence des analemmes dépend de plusieurs facteurs que nous discuterons plus loin.

Analemme de l'Hémisphère Nord vs Hémisphère Sud

Parlons de l'aspect de l'analemme dans différents endroits de la Terre ; supposons que nous réalisons un analemme autour de midi solaire, lorsque le Soleil est à son point le plus haut dans le ciel.

Les analemmes capturés dans l'Hémisphère Nord apparaissent comme un huit avec une petite boucle en haut. Si nous capturions un analemme au Pôle Nord, nous verrions seulement la moitié supérieure d'un huit vertical.

Dans l'Hémisphère Sud, la petite boucle est en dessous de la plus grande. Au Pôle Sud, seule la moitié supérieure (la plus grande boucle) serait visible au-dessus de l'horizon.

Rappelez-vous que le Soleil est le plus haut dans l'analemme en été (juin dans l'Hémisphère Nord, décembre dans l'Hémisphère Sud) et le plus bas en hiver. Les moments intermédiaires complètent le reste du motif. Pour capturer un huit debout, créez un analemme près de midi solaire. Pour capturer un analemme incliné, choisissez le moment avant ou après que le Soleil atteigne midi solaire.

Comment créer votre propre analemme

Il y a deux façons de créer un analemme par vous-même : la manière difficile et la manière facile. Nous optons ici pour la voie facile, mais si vous vous sentez aventureux, vous pouvez trouver toutes les étapes compliquées sur Instructables.com. Voici comment vous pouvez construire un analemme pour n'importe quel endroit en une minute :

• Ouvrez l'application gratuite Sky Tonight (téléchargez-la ici si vous ne l'avez pas encore) ;
• Localisez le Soleil sur la carte du ciel et touchez-le ;
• Appuyez sur la petite icône de l'appareil photo qui apparaît en bas ;
• Voilà, vous avez un analemme solaire !
• Superposez l'analemme sur l'image de votre appareil photo en appuyant deux fois sur le grand icône rond bleu.

Vous pouvez ajuster l'apparence de l'analemme en utilisant le panneau en bas. Quatre des cinq icônes inférieures contrôlent l'affichage de la date, la visibilité sous l'horizon, la densité du motif et l'affichage de la ligne. La première icône de la rangée bascule entre différents types de courbes.

Comment faire des courbes pour la Lune et d'autres objets célestes

Le plaisir ne s'arrête pas là. L'application "Sky Tonight" vous permet de créer des courbes intéressantes pour d'autres objets célestes également, comme la Lune, les planètes, les planètes naines (sauf Pluton), les astéroïdes et les comètes !

Les courbes en forme de huit de la Lune sont particulièrement intéressantes. Elles ressemblent à l'analemme, mais pour les créer, vous marquez la position de la Lune avec un léger retard — toutes les 24 heures et 51 minutes au lieu des 24 heures habituelles. Cela représente le temps nécessaire pour que la Lune revienne à la même position dans le ciel. La courbe entière couvre la durée d'un mois lunaire.

Pour faire des courbes pour d'autres objets, suivez les mêmes étapes, comme pour le Soleil. Vous pouvez également changer les paramètres en utilisant les icônes en bas du panneau dépliable.

Quelle est la signification de l'analemme ?

Il existe un temps solaire apparent, qui varie tout au long de l'année en raison de la manière dont la Terre orbite autour du Soleil. Il y a aussi un temps solaire moyen — un temps constant maintenu par la plupart des horloges et montres et qui serait mesuré par observation si le Soleil se déplaçait à une vitesse apparente uniforme tout au long de l'année. La différence entre le temps solaire apparent et le temps solaire moyen est connue sous le nom de équation du temps. Un analemme, capturé tous les jours au même temps solaire moyen, est essentiellement un diagramme de l'équation du temps.

La Terre a une orbite légèrement allongée, et lorsqu'elle est plus proche du Soleil (autour de janvier chaque année), elle se déplace plus rapidement en raison des forces gravitationnelles. De plus, l'axe de la Terre est incliné : l'hémisphère nord de notre planète est incliné vers le Soleil de mars à septembre, tandis que son hémisphère sud est incliné vers le Soleil de septembre à mars.

Les effets combinés de l'orbite elliptique et de l'inclinaison entraînent une légère variation de la longueur de chaque jour solaire par rapport au jour précédent. C'est pourquoi le temps solaire apparent varie tout au long de l'année. Par exemple, en novembre, le temps solaire apparent peut être 16 minutes en avance sur le temps solaire moyen, en février il est 14 minutes en retard, et en avril et septembre, les deux temps se croisent, poursuivant un cycle sans fin.

Pourquoi l'analemme est-il en forme de huit ?

L'analemme apparaît comme un huit légèrement allongé en raison de l'inclinaison axiale de la Terre et de son orbite elliptique. Voici comment cela fonctionne.

La forme de base en huit de l'analemme provient principalement de l'inclinaison de l'axe de la Terre. En raison de l'inclinaison, du point de vue du Soleil, la Terre semble osciller en orbite autour du Soleil. Et à cause de cette oscillation, vue d'une position fixe sur la Terre, le Soleil semble faire le motif en huit dans le ciel terrestre. Sans l'inclinaison axiale, l'analemme serait de forme ovale. À l'équateur, ce serait une ligne droite d'ouest en est.

L'asymétrie de l'analemme est due à l'orbite allongée de la Terre. Si l'orbite de la Terre était circulaire, les boucles supérieures et inférieures de l'analemme seraient identiques.

À différents moments de l'année, la Terre se rapproche et s'éloigne du Soleil. Près du point le plus proche du Soleil (périhélie en janvier), notre planète accélère, donc le Soleil dessine une boucle plus grande dans notre ciel. Si vous regardez les analemmes capturés de différents endroits, vous verrez que le motif de l'analemme devient moins dense et plus large partout autour de janvier.

La Terre tourne une fois sur son axe en environ 23 heures et 56 minutes (cela s'appelle un jour sidéral). Mais il faut environ 4 minutes de plus pour que le Soleil revienne au même point dans le ciel ou au méridien local (cela s'appelle un jour solaire).

Sur deux jours consécutifs, notre planète doit tourner un peu plus sur son axe pour que le Soleil revienne au même endroit. Pendant un seul jour sidéral, la Terre tourne de 360°, et pour compléter le jour solaire, elle doit tourner de 1° de plus (pour un total de 361°). Et comme la vitesse de l'orbite de la Terre change, l'angle supplémentaire que la Terre doit tourner pour ramener le Soleil à travers le méridien varie également.

Près du périhélie, la Terre accélère et doit tourner un peu plus. Par conséquent, le soleil met plus de temps à se déplacer d'un midi solaire au suivant. Lorsque nos horloges indiquent midi, le Soleil n'a pas encore atteint le méridien local. L'opposé se produit près de l'aphélie, lorsque la Terre se déplace plus lentement dans son orbite. À ce moment, la Terre n'a pas besoin de faire un angle aussi grand pour ramener le Soleil au-dessus du méridien local. Lorsque notre horloge indique midi, le Soleil a déjà traversé le méridien local.

Il est également important de savoir si le périhélie de la Terre coïncide avec un solstice ou un équinoxe. Lorsque le périhélie de la Terre coïncidait avec un solstice, comme c'était le cas il y a 750 ans, l'analemme avait un axe de symétrie nord-sud. Aujourd'hui, la Terre atteint le périhélie environ 12 jours après le solstice d'hiver, donc l'analemme est légèrement incliné.

À quoi ressemblait l'analemme dans le passé ?

Comme nous l'avons déjà mentionné, l'apparence de l'analemme depuis la Terre dépend de la latitude et de l'heure de la journée. Mais elles avaient également un aspect différent dans le passé et auront un aspect différent à l'avenir. Jetons un coup d'œil rapide à ce qui a exactement changé au fil du temps.

En raison de la lente précession de l'axe de la Terre et d'autres facteurs, les équinoxes et le point du périhélie de la Terre se déplacent progressivement le long de l'écliptique. Actuellement, ils se rapprochent lentement l'un de l'autre. En 1246, le périhélie se produisait à la date du solstice de décembre; en 6489, il se produira à l'équinoxe de mars, en 11,732 – au solstice de juin, et en 16,974 à l'équinoxe d'automne. Les boucles des courbes de l'analemme sont différentes dans tous ces cas.

À long terme, tant l'excentricité que la longitude du périhélie subissent des changements significatifs. Par exemple, il y a environ 100 000 ans, l'orbite de la Terre était beaucoup plus elliptique qu'aujourd'hui, avec une excentricité de environ 0,0473. Il y a environ 98 500 av. J.-C., le périhélie coïncidait avec l'équinoxe de septembre, provoquant une légère inclinaison de l'analemme. Il y a environ 93 000 av. J.-C., le périhélie coïncidait avec le solstice de décembre. En raison de cela et d'une plus grande excentricité, l'analemme ressemblait à une goutte !

À quoi ressemble l'analemme sur d'autres planètes ?

Les analemmes, ces formes formées par la position du Soleil dans le ciel au cours d'une année, varient d'une planète à l'autre. Chacune a son propre aspect unique, et voici un résumé simple.

Prenons Mars, par exemple. Son analemme ressemble à une larme en raison d'une combinaison de facteurs tels qu'une forte excentricité (0,0934 comparé à 0,0167 de la Terre) et son périhélie et aphélie s'alignant avec ses équinoxes.

Maintenant, l'analemme, vu depuis Mercure, est très simple. Avec une faible inclinaison axiale (moins d'un degré), son analemme est juste un point. Les analemmes de Vénus et Jupiter ont une forme elliptique. Saturne ? Pensez à une larme avec une petite boucle. Neptune et Uranus ? Ils présentent un motif de huit allongé également.

En conclusion

Une analemme peut sembler être simplement le chemin apparent du Soleil dans le ciel tout au long de l'année, mais c'est bien plus compliqué dans le monde de l'astronomie. Sa forme est influencée par de nombreux facteurs et son explication implique des mathématiques complexes. Dans cet article, nous avons décomposé ce terme en langage simple. De plus, nous avons partagé une manière rapide pour quiconque de créer sa propre analemme en juste une minute. Téléchargez l'application Sky Tonight — c'est votre moyen facile de comprendre l'astronomie !