Coordonnées Célestes : Guide Ultime

Que faut-il pour trouver un lieu spécifique (disons, une ville) sur la Terre ? C'est vrai, vous avez juste besoin de connaître ses coordonnées : latitude et longitude. Par exemple, la ville de New York se situe à une latitude de 40° nord et une longitude de 74° ouest. Mais que faire si vous voulez localiser un objet dans le ciel et que vous n'avez pas d'application d'observation des étoiles à portée de main ? Dans ce cas, vous devez connaître les coordonnées célestes de l'objet. Comprendre les différents systèmes de coordonnées célestes utilisés en astronomie peut sembler difficile, mais nous ferons de notre mieux pour vous guider en douceur à travers eux. Plongeons-y ! De plus, consultez notre infographie pour une compréhension encore meilleure des coordonnées célestes.

Contenu

• Qu'est-ce que la sphère céleste ?
• Altitude & azimuth (Système horizontal)
• Déclinaison & ascension droite (Système équatorial)
• Latitude & longitude écliptique (Système écliptique)
• Autres systèmes de coordonnées
• Comment localiser un objet à l'aide de ses coordonnées ?
• Faits intéressants
  • Ascension droite : pourquoi est-ce "droit" et qu'est-ce qui monte où ?
  • Déclinaison = déviation
  • Premier Point des Poissons ?
  • Nous vivons à l'époque J2000.0
• En résumé

Découvrez les coordonnées célestes avec notre infographie ! Comprenez les systèmes horizontal et équatorial et apprenez à trouver des objets avec leur aide.

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Qu'est-ce que la sphère céleste ?

Avant de parler en détail des coordonnées célestes, il est nécessaire de comprendre le concept de la sphère céleste. En termes simples, la sphère céleste est une sphère imaginaire qui entoure la Terre et représente l'ensemble du ciel tel qu'il est vu depuis notre planète. Au fur et à mesure que la Terre tourne, il semble que les étoiles et les autres objets se déplacent à travers la sphère céleste.

Voici quelques points de référence et lignes importants sur la sphère céleste.

• Équateur céleste : le cercle le long duquel le plan de l'équateur terrestre croise la sphère céleste. Il divise la sphère céleste en hémisphères nord et sud, tout comme le fait l'équateur terrestre.
• Écliptique : le cercle le long duquel le plan orbital de la Terre croise la sphère céleste. En raison de l'inclinaison axiale de la Terre, l'écliptique et l'équateur céleste sont inclinés d'environ 23,5° l'un par rapport à l'autre. Vous pouvez en savoir plus sur l'écliptique dans notre article dédié.
• Pôle céleste nord : le point sur la sphère céleste directement au-dessus du pôle nord terrestre où l'axe de la Terre intersecte la sphère céleste. C'est un point fixe dans le ciel, et toutes les étoiles semblent tourner autour de lui dans le sens contraire des aiguilles d'une montre.
• Pôle céleste sud : le point sur la sphère céleste directement au-dessus du pôle sud terrestre où l'axe de la Terre intersecte la sphère céleste. Comme le pôle céleste nord, c'est un point fixe, et les étoiles semblent tourner autour de lui dans le sens des aiguilles d'une montre.
• Zénith : le point directement au-dessus d'un observateur.
• Nadir : le point directement sous un observateur, opposé au zénith.
• Point vernal (Premier point du Bélier) : le point où le Soleil traverse l'équateur céleste lors de l'équinoxe de mars.

Maintenant, parlons enfin des principaux systèmes de coordonnées utilisés en astronomie.

Altitude & azimuth (Système horizontal)

Le système de coordonnées horizontales est une manière de décrire la position des objets célestes par rapport à l'observateur sur Terre. Il utilise deux coordonnées principales : l'altitude et l'azimuth.

• L'altitude représente la distance angulaire d'un objet au-dessus de l'horizon de l'observateur. Elle est mesurée en degrés et varie de +90° au zénith à -90° au nadir. Par exemple, si un objet céleste se trouve à une altitude de 45°, il serait à mi-chemin entre l'horizon et le zénith.

• L'azimuth indique la position d'un objet le long de l'horizon. Il est mesuré en degrés dans le sens des aiguilles d'une montre à partir du vrai nord — la direction qui pointe vers le pôle nord géographique. Ainsi, si un objet a un azimuth de 90°, il serait à l'est de l'observateur, tandis qu'un azimuth de 180° serait au sud.

Le système de coordonnées horizontales est particulièrement utile pour l'observation des étoiles occasionnelle, car il correspond à l'expérience visuelle de l'observateur du ciel.

Déclinaison & ascension droite (Système équatorial)

Le système de coordonnées équatoriales décrit les positions des objets célestes par rapport à l'équateur céleste. Il utilise deux coordonnées principales : la déclinaison et l'ascension droite.

• La déclinaison (Dec) mesure la distance angulaire d'un objet au nord ou au sud de l'équateur céleste. C'est l'équivalent céleste de la latitude terrestre. La déclinaison est exprimée en degrés, allant de +90° (pôle céleste nord) à -90° (pôle céleste sud). Par exemple, si un objet a une déclinaison de +30°, cela signifie qu'il est positionné au tiers du chemin vers le nord à partir de l'équateur céleste.

• L'ascension droite (AD) mesure la distance angulaire d'un objet vers l'est le long de l'équateur céleste, à partir du Premier Point du Bélier. L'ascension droite est l'équivalent céleste de la longitude terrestre. Pour des raisons historiques, elle est exprimée non pas en degrés mais en heures, minutes et secondes d'arc. Le ciel terrestre semble tourner de 360° en 24 heures ou de 15° en une heure. Par conséquent, le cercle complet de 360° de l'équateur céleste correspond à 24 heures d'ascension droite, et une heure d'ascension droite équivant à 15°. Ainsi, si un objet a une ascension droite de 6 heures, cela signifie qu'il est situé à 90° (15° × 6 heures) à l'est du Premier Point du Bélier le long de l'équateur céleste.

Le système de coordonnées équatoriales peut être géocentrique (avec la Terre en son centre, comme sur l'image ci-dessus) et topocentrique (qui dépend de la localisation de l'observateur). De nombreuses cartes d'étoiles utilisent le système de coordonnées équatoriales géocentrique. Si vous souhaitez utiliser les coordonnées de ces cartes d'étoiles pour orienter votre télescope, vous devrez les convertir en coordonnées équatoriales topocentriques ou en coordonnées horizontales (il existe des formules spéciales pour cela). Heureusement, il y a une solution beaucoup plus simple — télécharger une application d'observation d'étoiles comme Sky Tonight, qui utilise des coordonnées topocentriques. Nous vous parlerons plus de comment utiliser l'application plus tard dans l'article.

Latitude & longitude écliptique (Système écliptique)

Le système de coordonnées écliptiques décrit les positions des objets célestes par rapport à l'écliptique. Il utilise deux coordonnées principales : la longitude écliptique et la latitude écliptique.

• La latitude écliptique mesure la distance angulaire d'un objet au-dessus ou en dessous du plan de l'écliptique. Elle est exprimée en degrés, allant de +90° (pôle écliptique nord) à -90° (pôle écliptique sud).

• La longitude écliptique est mesurée le long du plan de l'écliptique et représente la distance angulaire d'un objet à l'est à partir du Premier Point du Bélier. La longitude écliptique est exprimée en degrés, allant de 0° à 360° ; le cercle complet de 360° autour de l'écliptique correspond à une année. Donc si un objet a une longitude écliptique de 90°, cela signifie qu'il est positionné au quart du chemin autour de l'écliptique à l'est à partir du Premier Point du Bélier.

Le système de coordonnées écliptiques est particulièrement précieux pour localiser et suivre les objets au sein du Système Solaire car il s'aligne avec leurs trajectoires orbitales. Il est largement utilisé en astronomie observationnelle, en navigation spatiale et pour calculer des phénomènes tels que les conjonctions planétaires et les éclipses.

Autres systèmes de coordonnées

Outre les trois systèmes de coordonnées célestes que nous venons de discuter, les astronomes utilisent également les systèmes de coordonnées galactiques et intergalactiques. Le premier est utilisé pour étudier les objets à l'intérieur de la galaxie de la Voie Lactée, et le dernier — pour étudier la structure à grande échelle de l'Univers. Cependant, nous n'allons pas nous attarder ici pour ne pas trop compliquer l'article. Les trois systèmes que nous avons mentionnés seront largement suffisants pour vos besoins pratiques.

Comment localiser un objet à l'aide de ses coordonnées ?

Maintenant que vous connaissez les différents systèmes de coordonnées célestes, il ne sera pas un problème pour vous de localiser n'importe quel objet dans le ciel à l'aide de votre télescope. Voici comment le faire avec l'aide de l'application Sky Tonight.

• Assurez-vous que Sky Tonight utilise votre localisation actuelle. Appuyez sur le panneau des paramètres rapides en bas de l'écran et vérifiez la localisation — elle doit être réglée sur "Localisation de l'appareil".
• Superposez la grille. Sur le même panneau, touchez une fois l'icône du globe pour superposer la grille équatoriale sur la carte du ciel. Touchez deux fois l'icône pour superposer la grille azimutale sur la carte du ciel. Le type de grille que vous devez choisir dépend de la monture de votre télescope.
• Obtenez les coordonnées de l'objet que vous voulez voir. Appuyez sur l'icône de la loupe en bas de l'écran, tapez le nom de l'objet dans le champ de recherche, puis touchez la carte d'information de l'objet. Ensuite, ouvrez l'onglet Figures. Ici, vous trouverez les coordonnées équatoriales topocentriques de l'objet (RA, Dec) et les coordonnées horizontales (azimuth, altitude). Notez que toutes les coordonnées sont déjà données par rapport à votre localisation, donc vous n'avez rien à convertir ! Après avoir mémorisé ou noté les coordonnées, touchez l'icône de la cible bleue pour voir l'objet sur la carte du ciel.
• Maintenant, vous pouvez orienter votre télescope en utilisant les coordonnées équatoriales ou horizontales. Utilisez la grille de Sky Tonight comme référence supplémentaire.

Faits intéressants

Ascension droite : pourquoi est-ce "droit" et qu'est-ce qui monte où ?

N'est-il pas étrange que l'ascension droite soit équivalente à la longitude terrestre ? On pourrait penser que le mot "ascension" est beaucoup mieux associé à la latitude. En fait, en astronomie ancienne, il existait un terme "sphère droite" — il désignait une position de la sphère céleste où l'équateur céleste est perpendiculaire à l'horizon (cela peut être observé à l'équateur de la Terre). Sur la sphère droite, tous les corps célestes vont monter verticalement — ou, en d'autres termes, monter droitement. Ainsi, l'ascension droite d'un objet signifiait à l'origine son ascension sur la sphère droite.

Déclinaison = déviation

"Déclinaison" peut aussi sembler un terme étrange, si vous ne connaissez pas son origine. Les premiers astronomes l'ont utilisé pour décrire la distance par laquelle l'écliptique "dévie" ou "s'écarte" de l'équateur. Si nous prenons en compte que la racine du mot "déclinaison" signifie "un écartement", le terme commence à prendre sens.

Premier Point des Poissons ?

Le Premier Point du Bélier utilisé dans le système de coordonnées équatoriales est nommé d'après la constellation zodiacale du Bélier. À l'époque où le concept du zodiaque a été établi, le point où le Soleil croisait l'équateur céleste à l'équinoxe de mars se trouvait dans le Bélier. Cependant, en raison du phénomène de la précession, le Premier Point du Bélier a progressivement transité vers la constellation voisine des Poissons. Donc, logiquement, il aurait dû être renommé en Premier Point des Poissons.

Nous vivons à l'époque J2000.0

Les coordonnées célestes changent en raison de la précession de l'axe de notre planète. La précession entraîne une dérive vers l'ouest des points équinoxiaux à un rythme d'environ 50,3 secondes d'arc par an. Par conséquent, la grille de coordonnées est emportée avec les points équinoxiaux en déplacement. Pour tenir compte de ces changements, les catalogues d'étoiles et les applications doivent être régulièrement mis à jour à une "époque" spécifique qui reflète la position actuelle des objets célestes. Le processus de mise à jour est généralement effectué tous les 50 ans. Actuellement, la plupart des catalogues et applications utilisent les coordonnées de l'époque J2000.0, qui correspondent à l'année 2000. La prochaine mise à jour significative est prévue pour 2050.

En résumé

Il existe trois systèmes de coordonnées principaux en astronomie observationnelle : horizontal (altitude et azimut), équatorial (déclinaison et ascension droite) et écliptique (latitude et longitude écliptiques). Chacun d'entre eux est utilisé pour son propre but, et ensemble, ils permettent aux astronomes et aux observateurs occasionnels de localiser précisément les objets célestes et de suivre leurs mouvements dans le ciel.