La déclinaison et l’ascension droite

Pour situer un astre avec précision, rien ne vaut les coordonnées équatoriales. Avec ce système, on peut indiquer un point dans le ciel en ascension droite et en déclinaison, sans se soucier du lieu ni du moment de l’observation.

On peut comparer l’ascension droite (parfois appelée RA ou Alpha) à la longitude terrestre : on change de longitude ou d’ascension droite en se déplaçant d’est en ouest ou inversement. La déclinaison (parfois appelée Dec ou Delta) est comparable à la latitude terrestre : on change de latitude ou de déclinaison en se déplaçant du nord au sud ou inversement. Voyons ce système de coordonnées de plus près.

Le ciel nous apparaît comme une sphère qui nous entoure. Les pôles célestes et l’équateur céleste sont la projection des pôles et de l’équateur terrestres sur cette sphère imaginaire. >>>>

Imaginons-nous à la surface d’une balle de ping-pong, positionnée en plein centre d’un ballon sphérique de 10 mètres de diamètre. La balle de ping-pong figure la Terre, tandis que la voûte céleste est représentée par la surface intérieure du ballon. En réalité, les étoiles devraient être bien au-delà, et à des distances différentes. Toutefois, la vision que l’on a des étoiles est bien représentée par cette analogie.

Imaginons maintenant un observateur situé sur la balle de ping-pong et qui, tout en marchant à la surface de la balle, éclaire exactement à sa verticale avec un rayon laser. Tandis qu’il aura fait le tour de la balle (la Terre) en suivant l’équateur, son laser aura dessiné sur la surface interne du ballon (la voûte céleste) un cercle divisant le ciel en deux hémisphères. Cette projection de l’équateur sur le ciel s’appelle l’équateur céleste. En suivant la même logique, le point situé juste à la verticale du pôle nord de la balle-Terre est le pôle nord céleste, et le point situé juste à la verticale du pôle sud est le pôle sud céleste.

En se déplaçant de l’équateur céleste vers le pôle nord céleste, on monte en déclinaison, l’équateur étant à 0° et le pôle nord céleste à 90°. Inversement, en se dirigeant vers le pôle sud céleste, on descend en déclinaison pour aller de l’équateur (0° de déclinaison) vers le pôle sud céleste (- 90° de déclinaison). La déclinaison est donc la projection de la latitude terrestre sur la voûte céleste. Perpendiculairement à la déclinaison, on trouve la projection de la longitude terrestre dans le ciel : c’est l’ascension droite. De même que, sur Terre, les méridiens relient les pôles nord et sud, matérialisant ainsi la longitude, l’ascension droite est représentée par des lignes reliant les pôles célestes nord et sud. Comme sur Terre, on a divisé la voûte céleste en 24 secteurs gradués en heures (voir encadré ci-dessous).

Ces graduations (ascension droite et déclinaison) quadrillent le ciel ; chaque étoile ou objet céleste a donc des coordonnées immuables. Ainsi, si on reste quelques heures à regarder le ciel, les coordonnées en altitude et azimut d’un astre changent, alors que son ascension droite et sa déclinaison restent inchangées, tout du moins en ce qui concerne les étoiles, nébuleuses et galaxies. Pour les planètes, la Lune et le Soleil, les choses diffèrent : tous ces astres sont situés dans le Système Solaire et leur position relative par rapport aux étoiles bouge.

L’étoile Dubhé, dans la Grande Ourse, se trouve à 11 h 04 min d’ascension droite et 61° 45 min de déclinaison. Une heure plus tard, tout le ciel a bougé, entraînant avec lui la grille de coordonnées d’ascension droite et de déclinaison. Ainsi, Dubhé garde toujours les mêmes coordonnées.

Leurs coordonnées changent donc progressivement de jour en jour. Toutefois, elles resteront toujours à proximité de l’écliptique. Il s’agit d’une ligne qui matérialise la trajectoire du Soleil dans le ciel, par rapport aux étoiles, au cours d’une année. Les planètes et la Lune tournant autour du Soleil quasiment dans le même plan, on les retrouve toujours près de cette ligne. Ainsi, au cours de sa révolution autour du Soleil, une planète traverse dans le ciel 13 constellations, celles-là même que le Soleil traverse en 1 an. Pour simplifier, on parle souvent de l’écliptique comme d’une zone où les planètes circulent, même si, au sens strict, elles en sont simplement proches.

Au soir du 15 mai 2002, l’alignement du Soleil, de la Lune et des planètes permettait de matérialiser facilement l’écliptique.

Parlons quelques instants de la position de l’écliptique dans le ciel. Nous pouvons imaginer cette ligne en voyant la course du Soleil en une journée. On constate ainsi qu’elle est haute en été et basse en hiver. La situation est exactement inverse la nuit : l’écliptique (et donc la Lune et les planètes) est haute en hiver et basse en été. Les planètes sont donc plus intéressantes à observer en hiver, car elles montent plus haut dans le ciel et ont ainsi moins d’atmosphère à traverser pour nous offrir leur lumière – celle-ci nous arrive en effet de façon plus directe que lorsque les planètes sont basses et que l’angle formé avec l’atmosphère est plus important (voir schéma ci-dessous).

Lorsque les étoiles sont basses dans le ciel, les rayons lumineux qu’elles émettent ont une plus grande couche d’atmosphère à traverser.

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