Astronomie sphérique


La rotation de la sphère céleste (4/4)

Le système de coordonnées équatoriales célestes

Pour s'affranchir des effets de ce mouvement diurne, il suffit de définir un nouveau référentiel : le système de coordonnées équatoriales célestes. Parce que ce référentiel est attaché à la voûte céleste, les coordonnées de chacun des objets la peuplant demeurent inchangées au cours de la journée. Ces coordonnées se nomment ascension droite a et déclinaison d. L'ascension droite d'un astre se mesure le long d'un grand cercle perpendiculaire à l'axe Nord-Sud céleste. Cet équateur céleste est parallèle à la trajectoire parcourue en apparence par chacun des objets célestes. La valeur de cette coordonnée se détermine à partir d'un point nommé point vernal. Noté g, il indique la position occupée par le Soleil sur la voûte céleste à l'équinoxe de printemps. La déclinaison d'un objet céleste, quant à elle, représente la distance angulaire le séparant de ce grand cercle qu'est l'équateur céleste.

Notons que l'ensemble des objets de déclinaison nulle, situés sur l'équateur céleste donc, sont qualifiés d'équatoriaux. En des lieux de latitude f, les objets dont la déclinaison d est supérieure à 180 degrés sont qualifiés de circumpolaires : ils demeurent visibles tout au long de l'année au-dessus de l'horizon septentrional. Une étoile, enfin, est nommée Polaire lorsque sa déclinaison avoisine les 90°.



Le système de coordonnées équatoriales célestes. La déclinaison de l'astre observé se mesure le long de ce grand cercle qu'est l'équateur céleste ; sa déclinaison, en revanche, indique son éloignement angulaire de l'équateur céleste. On a donc :
0° < a < 360° et 0° < d < 90°


Les instruments astrométriques
Les instruments utilisés en astrométrie sont essentiellement des dispositifs de mesure d'angles. Autrefois, on se servait de simples appareils de visée adjoints éventuellement à des secteurs circulaires. Ainsi la sphère armillaire de l'Antiquité était-elle constituée de différents cercles gradués, disposés selon l'horizon, l'équateur céleste, le méridien,... Puis, le théodolite fit son apparition, au cours XVIème siècle : son utilisation permettait la mesure des hauteurs et des azimuts. Il fallut toutefois attendre l'invention de la lunette pour voir nettement s'améliorer la précision des mesures. L'instrument actuellement le plus utilisé est la lunette méridienne, généralement orientable selon un axe horizontal orienté est-ouest. Son utilisation permet la détermination de la hauteur de l'astre observé au-dessus de l'horizon. La connaissance de la latitude du lieu d'observation permet par ailleurs d'en déduire la déclinaison. La détermination précise de l'instant de culmination de l'objet visé fournit quant à elle la valeur de son ascension droite. Deux fils très fins montés en croix dans l'occulaire de l'appareil augmentent la précision de l'observation - une précision que la mise en place d'un dispositif micrométrique et de microscopes renforce encore. La précision peut atteindre rien moins que les 0,1 secondes d'arc en effet.

Le théodolite (XVIème siècle).

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