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Les constellations

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Ça, c'est une bonne, une très bonne question ma cousine ! En effet, comment se repérer dans

le ciel à l'aide des constellations ?

INTRODUCTION

Les constellations représentent un mode archaïque de repérage des astres. Aujourd'hui aucun astronome n'y recourt, et beaucoup ne sauraient certainement pas les reconnaître. Cependant, pour celui qui regarde le ciel comme un loisir, il reste intéressant de les connaître. Elles fournissent encore le moyen le plus facile de s'y retrouver. Et surtout, elles conservent une grande importance de par l'imaginaire qu'elles ont reflété au cours du temps, et qu'elles ont parfois nourri en retour.

Les constellations sont aujourd'hui des zones de la sphère céleste délimitées selon certaines conventions (adoptées dans les années 1930). Ces zones, de formes et de dimensions diverses, et au nombre de 88 (liste des constellations), constituent une partition qui recouvre la totalité du ciel.  

La rotation terrestre entraîne un mouvement des constellations autour des pôles nord et sud célestes, alignés avec l'axe de rotation terrestre.

Selon la latitude de l'observateur, l'heure du jour et la période de l'année, les constellations se lèvent à l'horizon Est et se couchent à l'horizon Ouest, tout comme le Soleil. Les constellations qui ne passent jamais sous l'horizon sont appelées circumpolaires. Plus l'observateur est situé près des pôles, plus il a accès à des constellations circumpolaires.

Ça, c'est une bonne, une très bonne question ma cousine ! En effet, comment se repérer dans

le ciel à l'aide des constellations ?

INTRODUCTION

Les constellations représentent un mode archaïque de repérage des astres. Aujourd'hui aucun astronome n'y recourt, et beaucoup ne sauraient certainement pas les reconnaître. Cependant, pour celui qui regarde le ciel comme un loisir, il reste intéressant de les connaître. Elles fournissent encore le moyen le plus facile de s'y retrouver. Et surtout, elles conservent une grande importance de par l'imaginaire qu'elles ont reflété au cours du temps, et qu'elles ont parfois nourri en retour.

Les constellations sont aujourd'hui des zones de la sphère céleste délimitées selon certaines conventions (adoptées dans les années 1930). Ces zones, de formes et de dimensions diverses, et au nombre de 88 (liste des constellations), constituent une partition qui recouvre la totalité du ciel.  

La rotation terrestre entraîne un mouvement des constellations autour des pôles nord et sud célestes, alignés avec l'axe de rotation terrestre. Dans l'hémisphère nord, le pôle coïncide avec la position de l'étoile polaire et dans l'hémisphère sud, avec σ Octantisnote 2. C'est pourquoi sur les cartes célestes de l'hémisphère nord telles la carte du ciel mobile, l'étoile polaire figure au centre.

Selon la latitude de l'observateur, l'heure du jour et la période de l'année, les constellations se lèvent à l'horizon Est et se couchent à l'horizon Ouest, tout comme le Soleil. Les constellations qui ne passent jamais sous l'horizon sont appelées circumpolaires. Plus l'observateur est situé près des pôles, plus il a accès à des constellations circumpolaires.

Ainsi, pour la plupart des observateurs de l'hémisphère nord, des constellations telles la Petite et la Grande Ourse, Cassiopée, Céphée et le Dragon sont circumpolaires. À l'inverse, d'autres constellations, cachées le jour par le Soleil et couchées la nuit, ne sont visibles qu'en certaines saisons, comme Orion, visible en hiver, la Lyre, visible en été, le Lion, au printemps, ou encore Andromède, visible en automne.

explications simplifiées

explications complètes

ON RENTRE DANS L'DUR, MON COUSIN…

Il existe plusieurs façons d'apprendre à se repérer dans le ciel à l'aide des constellations. Toutes ces méthodes requièrent pour commencer d'apprendre à identifier quelques constellations remarquables. Il est commode dans cette approche de commencer par observer les étoiles et les constellations circumpolaires, qui sont celles qui, à une latitude donnée, sont visibles toute l'année à toute heure de la nuit, car elles ne se couchent jamais sous l'horizon.

La sphère céleste est divisée en 88 constellations (liste des constellations) dont les trois-quarts sont plutôt difficiles à reconnaître. Le repérage des constellations doit donc se faire à partir de celles qui sont les plus faciles à identifier et grâce aux étoiles les plus visibles.

Dans l'hémisphère nord, (39 constellations) l'observateur doit apprendre à identifier trois constellations au premier coup d'œil : la Grande Ourse - Cassiopée - Orion.

Dans l'hémisphère sud (46 constellations), il doit apprendre à reconnaître la Croix du Sud et à la différencier de la Fausse croix. 3 d'entre elles sont invisibles dans les deux hémisphères.

L'identification des constellations est facilitée par des cartes du ciel étoilé, qui varient suivant le jour et l'heure d'observation.

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ON RENTRE DANS L'DUR, MON COUSIN…

Il existe plusieurs façons d'apprendre à se repérer dans le ciel à l'aide des constellations. Toutes ces méthodes requièrent pour commencer d'apprendre à identifier quelques constellations remarquables. Il est commode dans cette approche de commencer par observer les étoiles et les constellations circumpolaires, qui sont celles qui, à une latitude donnée, sont visibles toute l'année à toute heure de la nuit, car elles ne se couchent jamais sous l'horizon.

La sphère céleste est divisée en 88 constellations (liste des constellations) dont les trois-quarts sont plutôt difficiles à reconnaître. Le repérage des constellations doit donc se faire à partir de celles qui sont les plus faciles à identifier et grâce aux étoiles les plus visibles.  

L'identification des constellations est facilitée par des cartes du ciel étoilé, qui varient suivant le jour et l'heure d'observation.

Le mouvement des étoiles

La sphère céleste est une notion qui permet de représenter les étoiles, telles qu'on les voit depuis la Terre. En réalité, les étoiles sont réparties autour de notre Galaxie (la Voie lactée), et le Soleil n'est qu'une étoile parmi des milliards. Elles paraissent immobiles entre elles en raison de leur extrême éloignement qui rend leur déplacement imperceptible.

Le changement d'apparence du ciel est seulement dû à deux mouvements de rotation : celui de la Terre sur elle-même, et sa révolution autour du Soleil. L'effet de ces rotations peut être représenté simplement comme une rotation de la sphère céleste autour de la Terre, selon un axe passant par les pôles. On appelle pôle céleste la projection de ces pôles sur la sphère céleste. Pour un lieu donné, ces pôles sont toujours situés sur les mêmes points de la sphère céleste. Si l'un des pôles est visible au-dessus de l'horizon, l'autre est situé au-dessous, et n'est évidemment pas visible.

Ainsi en apparence, les étoiles tournent toutes autour des pôles célestes, et leurs positions autour de ces pôles dépendra de l'heure et de la saison. Cela signifie que dans l'hémisphère nord, l'étoile polaire, α Ursae Minoris, qui est située pratiquement sur le pôle céleste nord, est immobile dans le ciel, en toute heure et en toute saison. Dans l'hémisphère sud, au contraire, aucune étoile reconnaissable n'est située près du pôle sud céleste, et il n'y a pas de repère simple pour situer ce pôle.

La hauteur à laquelle on voit ces pôles célestes dans le ciel dépend uniquement de la latitude du lieu (en fait, c'est même par définition la latitude de ce lieu). Dans les cas extrêmes, au pôle Nord, l'étoile polaire est à la verticale, tandis qu'à l'équateur, elle est posée sur l'horizon en direction du nord, et n'est plus visible dans l'hémisphère sud.

Heure sidérale

À cause du double mouvement de la Terre sur elle-même (en un jour) et de la Terre autour du Soleil (en un an), la voûte céleste progresse d'un tour complet par jour, mais retarde d'un tour complet par an. Le ciel que l'on voit tel jour à telle heure est donc le même que celui que l'on verra un mois plus tard, mais deux heures plus tôt.

La carte du ciel pour un lieu donné, qui donne la position des étoiles, ne dépend donc que d'un seul paramètre horaire, qui est l'heure sidérale (ce qui signifie littéralement « heure des étoiles »). Cette heure sidérale retarde donc de deux heures par mois (24 heures en 12 mois), et le ciel que l'on voit le 21 mars à minuit est donc le même que celui que l'on voit le 21 avril à 22h.

Bien évidemment, pour pouvoir observer les étoiles, il faut en plus qu'il fasse nuit (et que le ciel soit dégagé). Si le Soleil est au-dessus de l'horizon, ou même s'il n'est pas suffisamment descendu sous l'horizon, la luminosité du ciel rendra toute observation impossible. Mais la carte du ciel n'en sera pas moins correcte : la position des étoiles sera bien celle indiquée, nonobstant le fait qu'on ne peut pas les observer. Certaines application permettent par exemple de suivre les constellations avec les mouvements d'un smartphone ou d'une tablette : elles continuent de donner la position des étoiles même de jour, et même celles situées sous l'horizon.

Ce que nous appelons une « année » n'est autre chose qu'un voyage circulaire dans l'espace, voyage de la Terre autour du Soleil, suivant ellipse peu allongée, presque une circonférence, d'environ 935 millions de kilomètres de périmètre. De ce voyage, nous ne nous rendrons pas compte, s'il n'y avait pour nous que le jour car tous les jours, à la même heure, à midi, nous retrouvons le Soleil, un peu plus haut, un peu plus bas, suivant les saisons, cela tient à l'inclinaison de l'axe de la Terre, mais, toujours, sensiblement sur le même méridien. Si donc nous ne voyions que lui, nous pourrions croire notre globe à peu près immobile dans l'espace, ou tournant simplement sur lui-même. Tu piges, ma cousine ?

Heureusement qu'il y a les nuits ! En effet, la nuit seule vient nous révéler notre grand voyage elliptique annuel, car si l'on contemple la voûte céleste à une heure donnée et si l'on note bien exactement la place des constellations à cette heure, on peut voir nettement au bout de quelques jours qu'à cette même heure, celles du zénith, du levant, du midi, du couchant se sont toutes déplacées d'une même quantité vers l'Ouest, celles de l'horizon nord vers l'Est, l'ensemble tournant, comme dans le mouvement diurne, autour, d'un point coïncidant à peu près avec l'étoile Polaire, qui, elle, semble rester fixe.

Au bout d'un mois, telle constellation qui se trouvait à cette heure précise au méridien, a complètement passé, et y est remplacée par une autre. Celles qui se trouvaient à l'horizon oriental y occupent maintenant une position plus élevée, et ont cédé leur place à de nouvelles qui viennent de se lever : celles de l'horizon occidental par contre ont tout à fait disparu et ainsi se dessine notre déplacement dans l'espace. Au bout de trois mois, celles qui tout d'abord se trouvaient à l'Est, sont maintenant au zénith, celles du zénith se couchent, et au bout de six autres mois reparaissent à I'orient, montent petit à petit et l'année accomplie, se retrouvent au point de départ, montrant ainsi que le voyage circulaire est terminé. Car ce n'est pas tout cet ensemble de mondes, si distants les uns des autres, et si différemment distants de nous qui a pu faire, celle invraisemblable révolution : c'est nous qui, en tournant autour du Soleil, avons passé successivement devant ces différentes échapées de l'infini.

Il suit de là, que si, tous les mois, nous prenons un tableau du ciel à une heure donnée, nous aurons, douze tableaux différents, et que si nous en prenons treizième, il serait pareil au premier Ie cycle étant accompli, et toutes les parties du ciel visibles au-dessus de notre horizon  ayant été tour à tour reproduites.

Pour un observateursitué dans l'hémisphère Nord

La première constellation à rechercher dans le ciel est la Grande Ourse ou Chariot qui, aux latitudes moyennes reste toujours circumpolaire (c'est-à-dire au-dessus de l'horizon). Elle est la troisième constellation du ciel par son étendue.

Elle se reconnaît facilement à la figure que forment les sept étoiles principales qu'elle renferme et qui sont toutes approximativement de magnitude 2, sauf Megrez qui est de magnitude 3.

Cherche, mon ami ourse, dans le ciel une grande casserole. Ca y est ? T'as trouvé ? Alors as repéré la partie la plus connue de la Grande Ourse, la casserole.

En suivant le bord de la casserole, tu trouves l’étoile polaire. L’étoile polaire représente le bout du manche de la Petite Ourse, elle aussi en partie constituée de ce qui nous apparaît comme une casserole. Et n'oublie pas que l’étoile polaire est toujours plein Nord…

La Polaire est ainsi nommée parce qu'elle est à une très petite distance du pôle nord, de sorte qu'elle paraît presque immobile dans le ciel; sa direction indique celle du nord. La Petite Ourse, dont la Polaire est l'étoile principale, est facile à reconnaître elle renferme sept étoiles qui forment une figure analogue à celle de la Grande Ourse.

en savoir plus sur la Grande Ourse

Constellations d'hiver

A mois de janvier, la plus belle constellation du ciel, à chercher vers le sud, est Orion : elle est formée par un immense trapèze dont l'angle supérieur gauche est occupé par Bételgeuse ou l'épaule, et l'angle inférieur droit par Rigel ou le pied; à l'angle supérieur droit se trouve encore une belle étoile de deuxième

grandeur, appelée Bellatrix.

Au milieu de ce trapèze est l'astérisme appelé le Baudrier, formé par trois étoiles de magnitude deux en ligne droite. C'est à partir d'Orion que l'on pourra découvrir les autres constellations remarquables à cette époque.

Ainsi, en prolongea nt vers la gauche la ligne du baudrier d'Orion, on tombe sur Sirius, principale étoile du Grand Chien.

En prolonge ant cette même ligne vers la droite, on tombe sur Aldébar an ou l'oeil du Taureau. Aldébaran se trouve à l'extrémité d'un ensemble d'étoiles distribuées en forme de V, les Hyades, qui sont l'un des amas ouverts les plus proches du Système solaire, et un peu au-dessus d'Aldébaran et vers la droite se trouve un autre groupe d'étoiles très rapprochées les unes des autres, appartenant au Taureau et que l'on appelle les Pléiades.

Les constellations circumpolaires peuvent également aider à identifier plusieurs autres constellations. Capella, par exemple, qui est la plus brillante étoile du Cocher, se reconnaît facilement : elle est sur le prolongement de la queue de la Petite Ourse. Quant aux Gémeaux, mieux visibles à partir de février,  on les distingue grâce aux deux étoiles principales de la constellation, Castor et Pollux. On rencontre ces deux étoiles sur le prolongement de la ligne qui joint Megrez et Merak, dans la Grande Ourse. Cette même ligne, prolongée encore au-delà, passe dans le voisinage de Procyon,  qui appartient à la constellation du Petit Chien. Enfin, on repérera le Cancer par un petit amas d'étoiles d'apparence nébuleuse, la Crèche ou Praesepe (M 44), qui forme avec Pollux et Procyon un triangle à peu près équilatéral, dirigé dans la direction opposée à Orion.  

SUITE

Le mouvement des étoiles

La sphère céleste est une notion qui permet de représenter les étoiles, telles qu'on les voit depuis la Terre. En réalité, les étoiles sont réparties autour de notre Galaxie (la Voie lactée), et le Soleil n'est qu'une étoile parmi des milliards. Elles paraissent immobiles entre elles en raison de leur extrême éloignement qui rend leur déplacement imperceptible.

Le changement d'apparence du ciel est seulement dû à deux mouvements de rotation : celui de la Terre sur elle-même, et sa révolution autour du Soleil. L'effet de ces rotations peut être représenté simplement comme une rotation de la sphère céleste autour de la Terre, selon un axe passant par les pôles. On appelle pôle céleste la projection de ces pôles sur la sphère céleste. Pour un lieu donné, ces pôles sont toujours situés sur les mêmes points de la sphère céleste. Si l'un des pôles est visible au-dessus de l'horizon, l'autre est situé au-dessous, et n'est évidemment pas visible.

Ainsi en apparence, les étoiles tournent toutes autour des pôles célestes, et leurs positions autour de ces pôles dépendra de l'heure et de la saison. Cela signifie que dans l'hémisphère nord, l'étoile polaire, qui est située pratiquement sur le pôle céleste nord, est immobile dans le ciel, en toute heure et en toute saison. Dans l'hémisphère sud, au contraire, aucune étoile reconnaissable n'est située près du pôle sud céleste, et il n'y a pas de repère simple pour situer ce pôle.

La hauteur à laquelle on voit ces pôles célestes dans le ciel dépend uniquement de la latitude du lieu (en fait, c'est même par définition la latitude de ce lieu). Dans les cas extrêmes, au pôle Nord, l'étoile polaire est à la verticale, tandis qu'à l'équateur, elle est posée sur l'horizon en direction du nord, et n'est plus visible dans l'hémisphère sud.

Heure sidérale

À cause du double mouvement de la Terre sur elle-même (en un jour) et de la Terre autour du Soleil (en un an), la voûte céleste progresse d'un tour complet par jour, mais retarde d'un tour complet par an. Le ciel que l'on voit tel jour à telle heure est donc le même que celui que l'on verra un mois plus tard, mais deux heures plus tôt.

La carte du ciel pour un lieu donné, qui donne la position des étoiles, ne dépend donc que d'un seul paramètre horaire, qui est l'heure sidérale (ce qui signifie littéralement « heure des étoiles »). Cette heure sidérale retarde donc de deux heures par mois (24 heures en 12 mois), et le ciel que l'on voit le 21 mars à minuit est donc le même que celui que l'on voit le 21 avril à 22h.

Bien évidemment, pour pouvoir observer les étoiles, il faut en plus qu'il fasse nuit (et que le ciel soit dégagé). Si le Soleil est au-dessus de l'horizon, ou même s'il n'est pas suffisamment descendu sous l'horizon, la luminosité du ciel rendra toute observation impossible. Mais la carte du ciel n'en sera pas moins correcte : la position des étoiles sera bien celle indiquée, nonobstant le fait qu'on ne peut pas les observer. Certaines application permettent par exemple de suivre les constellations avec les mouvements d'un smartphone ou d'une tablette : elles continuent de donner la position des étoiles même de jour, et même celles situées sous l'horizon.

Ce que nous appelons une « année » n'est autre chose qu'un voyage circulaire dans l'espace, voyage de la Terre autour du Soleil, suivant ellipse peu allongée, presque une circonférence, d'environ 935 millions de kilomètres de périmètre. De ce voyage, nous ne nous rendrons pas compte, s'il n'y avait pour nous que le jour car tous les jours, à la même heure, à midi, nous retrouvons le Soleil, un peu plus haut, un peu plus bas, suivant les saisons, cela tient à l'inclinaison de l'axe de la Terre, mais, toujours, sensiblement sur le même méridien. Si donc nous ne voyions que lui, nous pourrions croire notre globe à peu près immobile dans l'espace, ou tournant simplement sur lui-même. Tu piges, ma cousine ?

Heureusement qu'il y a les nuits ! En effet, la nuit seule vient nous révéler notre grand voyage elliptique annuel, car si l'on contemple la voûte céleste à une heure donnée et si l'on note bien exactement la place des constellations à cette heure, on peut voir nettement au bout de quelques jours qu'à cette même heure, celles du zénith, du levant, du midi, du couchant se sont toutes déplacées d'une même quantité vers l'Ouest, celles de l'horizon nord vers l'Est, l'ensemble tournant, comme dans le mouvement diurne, autour, d'un point coïncidant à peu près avec l'étoile Polaire, qui, elle, semble rester fixe.

Au bout d'un mois, telle constellation qui se trouvait à cette heure précise au méridien, a complètement passé, et y est remplacée par une autre. Celles qui se trouvaient à l'horizon oriental y occupent maintenant une position plus élevée, et ont cédé leur place à de nouvelles qui viennent de se lever : celles de l'horizon occidental par contre ont tout à fait disparu et ainsi se dessine notre déplacement dans l'espace. Au bout de trois mois, celles qui tout d'abord se trouvaient à l'Est, sont maintenant au zénith, celles du zénith se couchent, et au bout de six autres mois reparaissent à I'orient, montent petit à petit et l'année accomplie, se retrouvent au point de départ, montrant ainsi que le voyage circulaire est terminé. Car ce n'est pas tout cet ensemble de mondes, si distants les uns des autres, et si différemment distants de nous qui a pu faire, celle invraisemblable révolution : c'est nous qui, en tournant autour du Soleil, avons passé successivement devant ces différentes échapées de l'infini.

Il suit de là, que si, tous les mois, nous prenons un tableau du ciel à une heure donnée, nous aurons, douze tableaux différents, et que si nous en prenons treizième, il serait pareil au premier Ie cycle étant accompli, et toutes les parties du ciel visibles au-dessus de notre horizon  ayant été tour à tour reproduites.

Pour un observateursitué dans l'hémisphère Nord

La première constellation à rechercher dans le ciel est la Grande Ourse ou Chariot qui, aux latitudes moyennes reste toujours circumpolaire (c'est-à-dire au-dessus de l'horizon). Elle est la troisième constellation du ciel par son étendue.

Elle se reconnaît facilement à la figure que forment les sept étoiles principales qu'elle renferme et qui sont toutes approximativement de magnitude 2, sauf Megrez qui est de magnitude 3.

Cherche, mon ami ourse, dans le ciel une grande casserole. Ca y est ? T'as trouvé ? Alors as repéré la partie la plus connue de la Grande Ourse, la casserole.

En suivant le bord de la casserole, tu trouves l’étoile polaire. L’étoile polaire représente le bout du manche de la Petite Ourse, elle aussi en partie constituée de ce qui nous apparaît comme une casserole. Et n'oublie pas que l’étoile polaire est toujours plein Nord…

La Polaire est ainsi nommée parce qu'elle est à une très petite distance du pôle nord, de sorte qu'elle paraît presque immobile dans le ciel; sa direction indique celle du nord. La Petite Ourse, dont la Polaire est l'étoile principale, est facile à reconnaître elle renferme sept étoiles qui forment une figure analogue à celle de la Grande Ourse.

en savoir plus sur la Grande Ourse

Constellations d'hiver

A mois de janvier, la plus belle constellation du ciel, à chercher vers le sud, est Orion : elle est formée par un immense trapèze dont l'angle supérieur gauche est occupé par Bételgeuse ou l'épaule, et l'angle inférieur droit par Rigel ou le pied; à l'angle supérieur droit se trouve encore une belle étoile de deuxième

grandeur, appelée Bellatrix.

Au milieu de ce trapèze est l'astérisme appelé le Baudrier, formé par trois étoiles de magnitude deux en ligne droite. C'est à partir d'Orion que l'on pourra découvrir les autres constellations remarquables à cette époque.

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