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1 Les cartes du ciel mobiles Laurent Zimmermann [email protected] 05.04.03 www.cao.be.tf 2 Principaux mouvements de la Terre 05.04.03 www.cao.be.tf 3 Rotation journalière de la Terre Axe de rotation direction () invariable étoile Polaire Période : 1 jour (24 h 00 min) p/r au Soleil Effets apparents : mouvement diurne rotation de la sphère céleste alternance jours / nuits 05.04.03 www.cao.be.tf 4 Révolution annuelle de la Terre Circulation autour du Soleil Plan de révolution l’écliptique obliquité : 23° 26’ Période : 1 an (environ 365,25 d) Vitesse faiblement variable (30 km/s) 05.04.03 www.cao.be.tf 5 Aspect du ciel L’aspect du ciel change selon l’heure (1 tour par jour) le Soleil culmine chaque jour vers midi mouvement diurne selon la date (1 tour par an) le Soleil traverse 13 constellations écliptiques constellations d’hiver (Orion), d’été (Lyre)… 05.04.03 www.cao.be.tf 6 Rotation et révolution combinées Deux durées du jour, selon le repère : par rapport aux étoiles jour sidéral (d ) par rapport au Soleil jour solaire (d ) Révolution autour du Soleil en 1 an : 1 tour de plus p/r que p/r ! 366,25 d = 365,25 d d = 23 h 56 min 04 s avance de 3 min 56 s / jour des p/r

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Les cartes du ciel mobiles

Laurent [email protected]

05.04.03 www.cao.be.tf 2

Principaux mouvements de la Terre

05.04.03 www.cao.be.tf 3

Rotation journalière de la Terre

Axe de rotationdirection (≈) invariable → étoile Polaire

Période :1 jour (24 h 00 min) p/r au Soleil

Effets apparents : mouvement diurnerotation de la sphère célestealternance jours / nuits

05.04.03 www.cao.be.tf 4

Révolution annuelle de la Terre

Circulation autour du SoleilPlan de révolution

l’écliptiqueobliquité : 23° 26’

Période : 1 an (environ 365,25 d)Vitesse faiblement variable (≈ 30 km/s)

05.04.03 www.cao.be.tf 5

Aspect du ciel

L’aspect du ciel changeselon l’heure (1 tour par jour)

le Soleil culmine chaque jour vers midimouvement diurne

selon la date (1 tour par an)le Soleil traverse 13 constellations écliptiquesconstellations d’hiver (Orion), d’été (Lyre)…

05.04.03 www.cao.be.tf 6

Rotation et révolution combinées

Deux durées du jour, selon le repère :par rapport aux étoiles → jour sidéral (d )par rapport au Soleil → jour solaire (d )

Révolution autour du Soleilen 1 an : 1 tour de plus p/r que p/r !366,25 d = 365,25 dd = 23 h 56 min 04 savance de 3 min 56 s / jour des p/r

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Utilité d’une carte céleste mobile

Une étoile se lève de plus en plus tôtavance de 3 min 56 s par jour (1 d / an)valeur peu propice au calcul mental ;-)

Montrer facilement la partie du ciel située au-dessus de l’horizon par un moyen mécanique (abaque) pour

une date donnéeune heure donnée

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Sphère céleste des étoiles fixes

Apparence du cielmouvement diurne d’ensemblepas de perception de reliefsensation de voûte → sphère céleste

Sphère célestesphère centrée sur l’observateurétoiles fixes à sa surface

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Coordonnées célestes uranographiques

Situer un point sur la sphère terrestreλ : longitude (← méridien Greenwich)ϕ : latitude (← équateur terrestre)

Situer un point sur la sphère célesteα : ascension droite (← point vernal γ)δ : déclinaison (← équateur céleste)Coordonnées uranographiques : α, δ

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Le point vernal

Directioncelle du Soleil à l’équinoxe de printemps(latin ver, veris : le printemps → vernal)intersection entre

un plan // à l’équateur terrestreun plan // à l’écliptique

Point zéro des coordonnées α, δ

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Pôles et équateur célestes

Pôles célestesPoints de percée de l’axe de rotation de la Terre dans la sphère célesteδ = +90° (PCB) ou δ = –90°(PCA)

Équateur célesteIntersection du plan de l’équateur terrestreavec la sphère célesteδ = 0°

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Où est le pôle céleste ?

En azimutau-dessus du point nord de l’horizon

En hauteurhauteur (h) = latitude (ϕ)

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Visibilité de la sphère céleste

Astres perpétuellement levés (= circumpolaires)

étoile Polaire, Grande Ourse, Cassiopée…Soleil de minuit (N : ϕ > 90° – δ ; δ < ε)

Astres perpétuellement couchésCroix du Sud, Nuages de Magellan…nuit polaire

Astres se levant et se couchant

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Géométrie d’une carte céleste générale

Carte rondeAu-delà d’un hémisphèrePôle au centreÉquateurα au pourtourδ sur un rayon

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Aspect d’une carte céleste générale

Étoiles : disquesgrand diamètre si grand éclat apparentsans rapport avec la taille réelle

Constellations (88)figures conventionnelles tracées par des groupements d’étoiles (mythologie, …)sans rapport avec leurs distances

Astérismes (ex. : « Triangle d’été »)05.04.03 www.cao.be.tf 20

Alignements !

Attention aux alignements :une droite sur la carte est rarement une « droite » (grand cercle) sur la sphère céleste !

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Orientation du méridien

Point de départ :Greenwich à minuit UT à l’équinoxe de printemps

Additionner 3 anglesrotation de la Terre depuis minuitangle dont la Terre a tourné depuis l’équinoxe de printempslongitude (+ vers l’est)

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Avant de se repérer

Connaître les constellations très visiblesUMa, Cas, Ori, Tau, Aur, Leo, Cyg…

Connaître les astérismes remarquablesTriangle d’été, Carré de Pégase…

Savoir trouver des étoiles brillantesSirius, Spica, Antarès, Fomalhaut, Arcturus… et la Polaire

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Éléments d’une carte mobile du ciel

Carte du cielTransparent (horizon)Index de déclinaison

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ÉcliptiqueÉquateurPoint γPôleα (t)DatesCoord α

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HeuresMéridien supHorizonVerticalAlmicantaratZénithPôleCrépuscule

: –6°,–12°, –18°

Méridien inf

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Coord. δ

Index ∆λ

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Exemples d’utilisation

Ciel visible maintenantPosition de Saturne (α = 5 h 33 min, δ = +22°)

Lever de Mars (α = 19 h 28 min, δ = –23°)

Lever du SoleilFin du crépuscule astronomiqueGrande Ourse au zénith

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Ouf ! C’est fini…

… à moins qu’il y ait des questions

Bonne observation

Rendez-vous vers 22 h :« 2003, une année exceptionnelle

pour les planètes »