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Le mystère des constellations

Les figures d'étoiles

   Catégorie : Constellations
Mise à jour 26 janvier 2013

Une constellation est un groupe d'étoiles qui a donné l'apparence imaginaire d'une figure sur la voute céleste. Une constellation est un astérisme particulier qui permettait aux marins de se repérer.
Dans le ciel, les étoiles d'une constellation sont très éloignées les unes des autres mais apparaissent regroupées en figures. Sur Terre la latitude mesure la distance entre un point donné et le pole nord et sud, la longitude est la distance d'est en ouest par rapport à un méridien de référence. Les coordonnées célestes fonctionnent de la même manière, mais la latitude et la longitude s'appellent déclinaison et ascension droite. C'est l'extension de la latitude et de la longitude terrestre projetées dans le ciel.
Les constellations occidentales sont regroupées en deux parties, divisant le ciel en suivant plus ou moins les deux hémisphères terrestres, le ciel austral pour le sud et le ciel boréal pour le nord. Les constellations boréales sont les plus anciennes et correspondent au plan de ciel visible depuis les régions de la Méditerranée par les astronomes de l'Antiquité. Les constellations australes ont été nommées par les astronomes occidentaux qu'après le XVe siècle. L'Union Astronomique Internationale (UAI) divise le ciel en 88 constellations avec des frontières précises, pour que chaque point du ciel appartienne à une constellation. L'homme depuis toujours, est fasciné par ce décor cosmique que représente le ciel.
Les étoiles semblent toutes accrochées à la même distance de la Terre mais le ciel change jour et nuit tout au long de l'année. En théorie on peut voir 2 600 étoiles. La rotation de la Terre crée l'horizon qui coupe en deux la sphère céleste.

 

Au pôle, toutes les étoiles tournent autour du zénith, parallèlement à l'horizon. A l'équateur toutes les étoiles se lèvent et se couchent, les pôles célestes se trouvent à l'horizon. Dès lors, toutes les étoiles d'un pôle à l'autre sont visibles à certains moments de l'année. Aux latitudes moyennes certaines étoiles sont circumpolaires ou toujours au dessus de l'horizon alors que d'autres se lèvent et se couchent. Les étoiles diffèrent par leur couleur, leur brillance et leur luminosité. Ce sont d'abord les étoiles les plus brillantes qui attirent l'attention de l'observateur.
La mythologie grecque nous a laissé dans le ciel des images formées par des lignes imaginaires que l'on appelle des constellations.
Ces constellations possèdent des noms selon leurs formes et les groupements d'étoiles n'ont aucun lien avec leurs distances par rapport à la Terre.
Il y a des constellations australes, équatoriales ou boréales. Celles qui sont observables de l'hémisphère nord sont les constellations équatoriales et boréales.
Il est facile de reconnaitre les constellations dites circumpolaires : ce sont celles que l'on peut observer en toutes saisons. Ces constellations sont constituées de la Grande Ourse, de la Petite Ourse, du Dragon, de la Girafe, de Cassiopée, du Lynx et de Céphée.

nota: Par convention les noms des étoiles d'une constellation sont préfixés par une lettre grecque suivie des 3 premières lettres de la constellation, exemple :
α  Ori, β Ori,... (lettres grecques : α β γ δ ε ζ η θ ι κ λ μ ν ξ ο π ρ ς σ τ υ φ χ ψ ω).

 constellation de la grande ourse

Image : Aperçu d'une partie des 88 constellations du ciel. Autrefois les navigateurs se servaient de cette carte imaginaire pour trouver leur position en mer. Aujourd'hui les constellations servent plus aux astronomes qu'aux marins. Elles permettent de localiser les étoiles dans le ciel. Images retravaillées à partir du logiciel Open Source Stellarium.

Les grandes étoiles

    

La constellation la plus remarquable est la constellation d'Orion. Elle présente au télescope, un des plus beaux spectacles du ciel. Alnitak, Alnilam et Mintaka sont les trois étoiles de la ceinture d'Orion. Parmi les étoiles les plus brillantes visibles dans le ciel, deux appartiennent à la constellation d'Orion, ce sont la géante bleue Rigel (Beta Orionis) et la supergéante rouge, Bételgeuse (Alpha Orionis). Les supergéantes rouges sont les plus grandes étoiles de l'Univers. La supergéante rouge Bételgeuse, est l'observation privilégiée des interféromètres en raison de son diamètre, environ 550 fois celui du Soleil, de sa proximité, ≈643 années-lumière et de sa grande luminosité dans l'infrarouge.
Dans cette constellation on trouve une nébuleuse, la nébuleuse d'Orion située à une distance de 1 350 années-lumière de la Terre, offre une des plus belles opportunités pour étudier la naissance des étoiles, non seulement parce que c'est la plus grande et la plus proche région de formation stellaire, mais aussi parce que les étoiles énergétiques de la nébuleuse ont soufflé la poussière et le gaz  environnant, ce qui nous permet de les voir.

 

Au cœur de la nébuleuse, nous bénéficions d'une vision intime sur un large spectre d'étoiles en train de naitre et d'évoluer. Quatre étoiles bleues, illuminent à grande distance la matière dispersée dans l'espace.
Les atomes absorbent la lumière stellaire et la réémettent selon leur couleur propre, celle de l'oxygène est le vert, pour l'hydrogène et l'azote c'est le rouge.
Les observations radioastronomiques nous révèlent que la nébuleuse d'Orion n'est qu'une infime partie du grand nuage opaque d'Orion.
De la contraction de ce nuage sont nées les étoiles du Trapèze ainsi qu'un groupe de nébuleuses proto-stellaires, situé derrière la nébuleuse d'Orion.
La nébuleuse d'Orion fut découverte en 1610 par Nicolas-Claude Fabri de Peiresc (1580 − 1637) qui fut apparemment le premier à remarquer son aspect nébuleux. Bien que Ptolémée (90 − 168), Tycho Brahé (1546 − 1572) et Johann Bayer (1572 − 1625) identifiaient les étoiles du centre de la nébuleuse, comme une seule grosse étoile, Galilée (1564 − 1642) avait détecté un certain nombre de petites étoiles lorsqu'il observa cette région avec sa lunette astronomique.

 constellation d'Orion

Image : Constellation d'Orion. La constellation la plus remarquable du ciel boréal.

Vega la future étoile polaire

    

Polaris n'a pas toujours était notre étoile polaire. Polaris, dans la constellation de la petite ourse, est 2 500 fois plus brillante que notre Soleil. Il y a 5 000 ans l'étoile polaire était Thuban, dans la constellation du Dragon et dans 14 000 ans ce sera Vega dans la constellation de la Lyre.
La Terre tourne sur elle même autour d'un axe, cet axe est orienté vers le pôle nord céleste. Le lent changement de direction de l'axe de rotation de la Terre est appelé la précession des équinoxes. Cet angle d'environ 23° fait la succession des saisons.
Les forces de marées de la Lune et du Soleil perturbent ce mouvement de précession et provoquent sur l'axe de la Terre une oscillation, à la manière d'une toupie.

 

Ce mouvement déplace lentement l'orientation du pôle Nord parmi les étoiles, au fil du temps, nous changeons d'étoile polaire.
Actuellement, l'étoile la plus proche du pôle nord céleste (l'écart n'est que de 1°), est α Ursae Minoris appelée étoile polaire (Polaris).
Un cycle complet du mouvement de précession dure 25 765 années, appelé grande année platonique.

Image : la précession de la Terre déplace le pôle nord céleste. Tous les 26 000 ans, l'axe de la Terre fait un tour complet. Image du documentaire "Les constellations" produit par Britany Graham

 la précession de la Terre
Un astérisme est une figure remarquable dessinée par des étoiles du ciel, particulièrement brillantes. Les astérismes plus connus de l'hémisphère nord sont la grande Ourse et la petite Ourse et dans l'hémisphère sud, la Croix du Sud, les cinq étoiles les plus brillantes de la Croix du Sud apparaissent sur les drapeaux de l'Australie, du Brésil, de la Papouasie-Nouvelle-Guinée, des iles Cocos, Tokelau et des Samoa. Un objet céleste (typiquement une étoile) est dit circumpolaire par rapport à un lieu d'observation donné, s'il est visible à toute les époques de l'année. Dans l'hémisphère nord, une étoile disparait sous l'horizon quand la somme de sa déclinaison et de la latitude du lieu d'observation est inférieure à 90°. La notion 'circumpolaire' est donc liée au lieu d'observation. Ainsi, au pôle Nord, toutes les étoiles de déclinaison positive sont circumpolaires, alors qu'il n'existe aucune étoile circumpolaire à l'équateur. Une constellation est dite circumpolaire si la totalité de ses étoiles principales sont circumpolaires.

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