LES systèmes DE coordonnées

 

 

 

Pour se repérer sur la terre, rien de plus facile :

 

La surface terrestre a été quadrillée par un réseau de grands cercles ;

 

- Les parallèles : ce sont des cercles  concentriques qui découpent notre planète de l'équateur jusqu'au pôles.

 

- Les méridiens : ce sont des cercles perpendiculaires à l'équateur, passant par les deux pôles déterminant une série de fuseaux.

 

Quelque soit l'endroit où l'on se trouve, on est obligatoirement à l'intersection d'un méridien et d'un parallèle qu'il suffit de déterminer pour connaître sa position exacte.

Ce système est mondialement utilisé.

 

Le parallèle est déterminé par sa latitude, distance angulaire à l'équateur, autrement dit, la valeur de l'angle que fait l'équateur avec la droite joignant le cercle en question et le centre de la terre.

La latitude se mesure en degrés, de 0 à 90 de l'équateur aux pôles ( nord ou sud )

 

 

 

La position d'un méridien, la longitude, est la distance angulaire mesurée à l'équateur entre ce méridien et le méridien de référence : GREENWICH.

La longitude se mesure en degrés de 0 à 180 ( E ou W )

 

Si ce système est suffisant pour se repérer sur la terre , il est inutilisable pour se repérer dans le ciel.

 

Par analogie avec le système terrestre, nous allons créer un autre système de quadrillage.

 

Mais avant cela, définissons quelques éléments de base ;

 

LA SPHÈRE locale

Un individu situé à n'importe quel point du globe terrestre, en levant les yeux, aura l'impression d'être situé au centre d'une sphère,

C'est la sphère locale définie par  l'horizon  du lieu ( Équateur de la sphère ), le zénith ( Pôle nord de la sphère ), le nadir ( pôle sud de la sphère ).

 

ÉQUATEUR CÉLESTE :

Projection dans l'espace de l'équateur terrestre.

 

POLE NORD CÉLESTE :

Projection dans l'espace du pôle nord terrestre.

 

POLE SUD CÉLESTE :

Projection dans l'espace du pôle sud terrestre.

 

ÉCLIPTIQUE :

C'est le plan crée par la rotation apparente du soleil autour de la terre pendant une année.

 

POLE ÉCLIPTIQUE BORÉAL ou AUSTRAL :

C'est l'axe imaginaire perpendiculaire au plan de l'écliptique traversant le centre de la terre.

ENTRE L'axe IMAGINAIRE PASSANT PAR LES pôles célestes ET L'axe IMAGINAIRE PASSANT PAR LES pôles écliptiques, IL Y A UN ANGLE DE 23° 27'

 

 

 

 

 

La terre est donc inclinée de 23° 27' sur son axe de rotation.

C'est à cause de ce phénomène qu'il existe sur terre des saisons.

 

 

 

 

 

Lors de l'équinoxe de printemps ( 21-03 ) et l'équinoxe d'automne ( 23-09 ) la durée du jour est égale à la durée de la nuit.

 

durée des saisons:

     Printemps : 92 jours 18 heures

               Été : 93 jours 16 heures

       Automne : 89 jours 20 heures

            Hiver : 89 jours 00 heures

 

 

PHÉNOMÈNE DE PRÉCESSION

 

La terre n'est pas une sphère parfaite, son diamètre polaire est inférieur de 43 kilomètres à son diamètre équatorial.

La terre ressemble donc à une toupie.

Elle subit,  de plus, les attraction gravitationnelles de la lune et du soleil, qui exercent un couple de forces.

Si la terre était une sphère parfaite, la force résultante des forces passerait par le centre de la terre mais l'action du couple de force à tendance à rappeler le bourrelet équatorial, c'est à dire l'équateur céleste dans le plan de l'écliptique.

La terre tournant sur elle-même, dans sa course autour du soleil, se comporte comme un gyroscope.

 

Ainsi l'axe de rotation de la terre n'a pas de direction fixe dans l'espace et mouvement de toupie lui fait décrire en 25770 ans un cône de demi angle égal à 23° 27'.

 

 

Du fait de l'inclinaison entre les plans de l'équateur céleste et de l'écliptique, à l'occasion de la rotation apparente du soleil autour de la terre, le soleil coupe la projection de l'équateur céleste en un point appelé POINT VERNAL ( de vernalis = printemps en latin )

En effet ce phénomène se produit le 21 mars jour de l'équinoxe de printemps.

 

Ce POINT VERNAL nous servira de repère pour les coordonnées célestes.

 

 

 

 

 

HIPPARQUE constata en 135 av JC, en comparant les retours du soleil aux points solsticiaux et équinoxiaux que l'année tropique est plus courte que l'année sidérale d'environ 20 minutes.

 

Année tropique :

temps que met le soleil pour repasser au point vernal.

365 jours 5 heures 48 minutes 46 secondes

  

Année sidérale :

temps que met le soleil pour se retrouver dans la même position par rapport à une étoile donnée.

365 jours 6 heures 9 minutes 9,74 secondes

 

De plus, il remarqua en observant SPICA de la VIERGE que la longitude de l'étoile avait augmentée.

Ce qui veut dire que le POINT VERNAL, origine des longitudes avait reculé.

 

La rétrogradation du POINT VERNAL est de 50,37" par an

 

Il faut donc tenir compte de ce décalage pour rechercher un objet céleste lointain.

La plupart des coordonnées sont données pour l'an 2000 mais pour une observation amateur on considère les valeurs valables 50 ans sans corrections.

 

Du fait de la précession des équinoxes, le point vernal saute une constellation ( signe ) tous les 2140 ans.

 

 

 

 

LES 5 systèmes DE coordonnées

 

 

 

 

    

 

 

 

 

Le système horizontal ou azimutal :

Utilisation de la sphère locale.

Le cercle fondamental est l'horizon de l'observateur.

Tous les grands cercles passant par le zénith sont appelés cercles verticaux.

 

Les coordonnées sont :

La HAUTEUR : Distance angulaire à l'horizon sur un cercle vertical.

 

L'AZIMUT : Distance angulaire mesurée dans le sens rétrograde ( sud vers ouest ),en prenant le sud comme référence.

 

Ce système permet de définir rapidement la position d'un objet mais, du fait de la rotation de la terre, la hauteur et l'azimut varient sans arrêt.

 

 
Le système horaire:
 

Le cercle fondamental est l'équateur céleste.

Les grands cercles passant par les pôles sont appelés cercles horaires.

Le cercle passant par le zénith et les pôles est appelé méridien du lieu

 

Les coordonnées sont :

LA DECLINAISON : arc de cercle horaire compris entre l'astre et l'équateur céleste.

 

L'ANGLE HORAIRE : distance angulaire entre le cercle horaire portant l'astre et le méridien du lieu.

   

    Déclinaison en degrés ( + hémisphère nord, - sud )

    Angle horaire en H MN S ( + vers ouest, - vers est )

 

 

 

Le système équatorial:

Le cercle fondamental est toujours l'équateur céleste.

La 1ère coordonnée est la déclinaison (d) qui a la même définition que dans le système horaire.

La différence est que le point de référence pour la deuxième coordonnée n'est plus le méridien du lieu mais un point dans l'espace; le POINT VERNAL.

 

La distance angulaire entre le cercle horaire et le point vernal comptée vers l'est est L'ASCENSION DROITE (a).

 

    Ascension droite en H MN S ( 1 heure = 15 degrés )

 

 
Le système écliptique:

   

Système équivalent au système équatorial mais le cercle de référence n'est plus l'équateur céleste mais l'écliptique.

On utilise pour ce système au lieu du cercle horaire un cercle passant par l'astre et reliant les 2 pôles de l'écliptique

 

LA LONGITUDE CÉLESTE  (l)

est la distance angulaire entre ce cercle passant par les pôles et le point vernal.

 

LA LATITUDE CÉLESTE (b)

est la distance angulaire vers les pôles entre l'écliptique et l'astre sur le cercle passant par les pôles écliptiques.

 

 

Le système galactique:

Système équivalent au système écliptique mais la référence est l'équateur galactique formant un angle de 62° 20' avec l'équateur céleste.

Le point de référence n'est plus le point vernal mais le centre galactique situé à 17H 42,4MN, AD1950.0 et -28° 55' de déclinaison.

 

    Centre galactique situé dans le sagittaire

 

LA LONGITUDE galactique  (l)

est la distance angulaire entre ce cercle passant par les pôles galactique et le centre galactique.

 

LA LATITUDE galactique (b)

est la distance angulaire vers les pôles entre l'équateur galactique et l'astre sur le cercle passant par les pôles galactiques.

 

Ce système permet de situer des étoiles ou groupes d'étoiles par rapport à notre galaxie.