Lire le Ciel : Comprendre la Déclinaison et l’Ascension Droite

Des coordonnées pour localiser les astres

Sur Terre, la position d’un lieu se définit par ses coordonnées géographiques : latitude et longitude. Dans le ciel, les astronomes utilisent un système équivalent appelé système de coordonnées équatoriales, basé sur la projection de l'équateur terrestre et du méridien de Greenwich sur la sphère céleste. Les deux paramètres essentiels de ce système sont la déclinaison (Dec) et l’ascension droite (RA ou \(\alpha\)). Ce système permet de spécifier avec précision la position d’une étoile, d’une galaxie ou d’une planète sur la voûte céleste.

La sphère céleste est une construction géométrique qui représente le ciel comme une sphère centrée sur l'observateur, infiniment éloignée. En y projetant les axes terrestres, on obtient une grille de coordonnées célestes fixes. Contrairement aux coordonnées horizontales (azimut et hauteur), qui dépendent du lieu et du moment d'observation, les coordonnées équatoriales sont indépendantes de l'observateur.

Déclinaison et ascension droite : définitions physiques

La déclinaison (notée \(\alpha\)) est l’analogue céleste de la latitude terrestre. Elle mesure l’angle entre l’objet céleste et l’équateur céleste, dans le plan nord-sud. Exprimée en degrés, minutes et secondes d’arc, elle varie de \(+90^\circ\) (au pôle céleste nord) à \(-90^\circ\) (au pôle céleste sud).

L’ascension droite (notée \(\alpha\)) est l’analogue céleste de la longitude, mais exprimée en heures, minutes et secondes, car elle est liée à la rotation de la Terre. Elle se mesure à partir du point vernal (ou point gamma, où le Soleil traverse l’équateur au moment de l’équinoxe de printemps) vers l’est, jusqu’à la projection du méridien passant par l’objet. L’ascension droite varie de \(0^\mathrm{h}\) à \(24^\mathrm{h}\), soit un tour complet de 360°.

La combinaison \((\alpha, \delta)\) permet ainsi de situer précisément tout objet fixe sur la sphère céleste, indépendamment du temps et du lieu d’observation, sauf corrections dues à la précession des équinoxes, à la nutation ou à la réfraction atmosphérique pour les mesures précises.

Coordonnées et mouvement diurne

Vu depuis la Terre, la sphère céleste semble tourner autour de l’axe des pôles célestes en 23h56m (un jour sidéral). Dans ce mouvement apparent, les objets célestes se déplacent d’est en ouest à une vitesse de 15° par heure, ce qui correspond à 1 heure d’ascension droite. Ainsi, la connaissance de la RA et de la Dec permet de prévoir le moment exact où un astre apparaîtra à une certaine position dans le ciel.

Les télescopes équatoriaux motorisés utilisent ces coordonnées pour suivre automatiquement les objets célestes, en compensant la rotation terrestre via un moteur tournant à la vitesse sidérale.

Utilisation pratique des coordonnées équatoriales

Pour localiser un astre donné, les catalogues astronomiques comme le catalogue Messier ou le NGC indiquent toujours les coordonnées équatoriales (souvent à une époque de référence, typiquement J2000.0). Par exemple, la galaxie d’Andromède (M31) a pour coordonnées :

• Ascension droite : \(00^\mathrm{h}42^\mathrm{m}44^\mathrm{s}\)
• Déclinaison : \(+41^\circ16'9''\)

Cela signifie qu’elle est proche du pôle nord céleste, donc toujours visible depuis les latitudes tempérées de l’hémisphère nord.

Des logiciels comme Stellarium ou des applications mobiles permettent aujourd’hui de saisir directement ces coordonnées pour afficher la position d’un objet et pointer un instrument d’observation.

Conclusion : une grille céleste universelle

Le système de coordonnées équatoriales, avec la déclinaison et l’ascension droite comme axes fondamentaux, constitue une grille stable, précise et universelle pour cartographier le ciel. Il permet aux astronomes de localiser et de suivre les objets célestes avec une grande rigueur, facilitant l’observation, la navigation spatiale, et les recherches astrophysiques.

Bien qu’abstraites à première vue, ces coordonnées deviennent rapidement intuitives pour quiconque utilise une monture équatoriale, un logiciel de planétarium ou s’intéresse aux mécanismes célestes fondamentaux.