Le mouvement apparent des planètes
Pendant la plus
grande partie de son histoire, de l’antiquité jusqu’au XIXe siècle,
l’astronomie a été notre système dominé de tous les points de vue par le Soleil
qui peut être considéré comme son centre. Cette étoile est accompagnée d’un
cortège de huit planètes : Mercure, Vénus, la Terre, Mars, Jupiter, Saturne,
Uranus et Neptune. Avant le XVIIIe siècle, seules cinq d’entre elles étaient
connues : limitée à l’étude du mouvement apparent des planètes dans le ciel.
Avant d’aborder cette histoire, il n’est donc pas inutile de rappeler quelques
notions sur les mouvements qui animent les corps du système solaire.
Mercure, Vénus, Mars, Jupiter et Saturne – la Terre n’étant pas reconnue comme
une planète.
Révolution et
rotation
Chaque planète
tourne autour du Soleil, dans un mouvement appelé la révolution. Dans le cas de
la Terre, c’est la période de ce mouvement, c’est-à-dire la durée d’un tour
complet, qui définit une année.
A la révolution
autour du Soleil s’ajoute la rotation de chaque planète sur elle-même. La
période de cette rotation sur Terre - 24 heures – définit la longueur d’un
jour. Le principal mouvement apparent des astres dans le ciel est dû à
cette rotation de la Terre sur elle-même et nous donne l’impression que le
Soleil tourne autour de la Terre pendant la journée et que la voûte étoilée
tourne au cours de la nuit.
La rotation
apparente de la voûte céleste au-dessus de l’observatoire Gemini Sud. Cette
superposition d’images prises sur une période de 4 heures et demie fait
clairement apparaître l’effet de la rotation terrestre. Crédit : Gemini Observatory/AURA
Les mouvements
apparents
Supposons maintenant
que l’on gèle le mouvement de rotation de la Terre. C’est alors la révolution
des planètes autour du Soleil qui provoque des déplacements apparents. En
effet, si les planètes se déplacent par rapport au Soleil, leur position dans
notre ciel va légèrement changer au cours du temps, une dérive observable grâce
au fond fixe constitué par les étoiles. Celles-ci apparaissent fixes car
elles se trouvent à des distances énormes et leurs mouvements sont
indétectables.
Ainsi, par exemple,
la position apparente de la planète Mars par rapport au fond étoilé change
petit à petit et la planète semble légèrement dériver vers l’est. Le cas de
Mercure et de Vénus est encore plus compliqué car les orbites de ces planètes
sont à l’intérieur de celle de la Terre. Les deux astres ne peuvent donc pas se
trouver dans n’importe quelle direction du ciel, mais restent confinés au
voisinage du Soleil et semblent osciller lentement autour de lui.
Le mouvement
rétrograde de Mars. Le bas de la vidéo montre le déplacement de Mars et de
la Terre sur leurs orbites. Le haut de la vidéo montre le changement de
position apparent de Mars dans notre ciel. Crédit : NASA
Le mouvement
rétrograde
La situation
générale est rendue plus complexe par le fait que la Terre tourne également
autour du Soleil. Ceci donne naissance à un phénomène appelé le mouvement
rétrograde des planètes. Pour le comprendre, faites l’expérience suivante.
Levez un doigt devant vous et bougez le lentement vers la gauche. Déplacez
alors rapidement votre tête dans le même sens. Par un effet de projection,
votre doigt semble se déplacer vers la droite.
C’est le même
phénomène qui explique le mouvement rétrograde de Mars. La plupart du temps,
cette planète se déplace vers l’est dans le ciel du fait de son mouvement de
révolution. Cependant, lorsque la Terre passe entre elle et le Soleil. Le
déplacement plus rapide de notre planète crée un effet de projection qui nous
donne l’impression que la planète rouge se déplace dans l’autre sens, vers
l’ouest. Ceci continue jusqu’à ce que la Terre s’éloigne et que Mars reprenne
son cheminement normal.
Comme nous le
verrons plus tard, le mouvement rétrograde des planètes a été
historiquement le plus grand casse-tête des astronomes.
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