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ASTROMÉTRIE

L' astrométrie est la partie de l'astronomie qui se propose de déterminer les positions des astres dans le ciel afin de pouvoir interpréter leurs variations dans le temps. Elle est donc la base observationnelle de l'étude dynamique des corps du système solaire, de la cinématique stellaire, de la dynamique galactique. C'est aussi à l'aide d'observations astrométriques qu'on détermine les distances des étoiles par la mesure de leur parallaxe annuelle, qu'on étudie les étoiles doubles et multiples liées par la gravitation, ou bien, encore, qu'on mesure certains phénomènes physiques, comme la déviation des rayons lumineux par un corps massif.

Les observations doivent être rapportées à un système de coordonnées unique, de façon à être directement comparables. D'où l'importance de la notion de repère de référence, dont la définition est l'objectif essentiel de l'astronomie fondamentale. Mais un tel repère n'est pas directement accessible sur le ciel ; plusieurs intermédiaires sont nécessaires entre l'observation brute avec un instrument astrométrique et une position dans le ciel dans un tel repère. Pour cela, l'astronomie fondamentale est conduite à définir un certain nombre de systèmes de coordonnées.

Autrefois, la mesure du temps était un autre objectif de l'astronomie fondamentale. Le temps était alors défini à partir de la rotation de la Terre et était déterminé par l'observation d'étoiles à leur passage au méridien (lunette méridienne) ou à un cercle de hauteur (astrolabes). Lorsque les irrégularités de la rotation de la Terre ont été mises en évidence, on a tenté de définir une échelle de temps plus uniforme à partir du mouvement de la Terre autour du Soleil (temps des éphémérides). Mais, entre-temps, les horloges atomiques avaient été inventées, et donnaient une précision et une exactitude bien meilleures. Depuis lors, la seconde est définie à partir d'une fréquence d'oscillation d'un atome de césium. L'échelle de temps qui en est déduite est le temps atomique international (T.A.I.) ou le temps universel coordonné (T.U.C., en anglais U.T.C.), qui en diffère d'un nombre entier de secondes pour pouvoir suivre approximativement le temps universel fondé sur la rotation de la Terre.

Les systèmes de coordonnées

Repérage d'une étoile - crédits : Encyclopædia Universalis France

Repérage d'une étoile

Ne s'intéressant qu'à la direction des astres, l'astrométrie utilise pour repérer ceux-ci des systèmes de coordonnées polaires, chaque astre étant représenté par un point sur la surface d'une sphère de rayon unité. La position de ce point sera repérée par rapport à deux plans perpendiculaires passant par le centre de la sphère, à l'aide des deux angles O′OA′ et A′OA ou, ce qui revient au même, des angles sphériques O′A′ et A′A (fig. 1). Les calculs faisant intervenir la position des astres s'effectueront alors à l'aide de la trigonométrie sphérique ou en utilisant les matrices de rotation.

Sphère locale, sphère céleste

Pour un observateur terrestre, il est commode de choisir les plans de références fixes par rapport aux objets qui l'entourent. Le plan fondamental le plus aisé à définir est le plan horizontal. Il est déterminé soit par la surface d'un liquide au repos, soit comme plan perpendiculaire à la verticale définie par le fil à plomb. La sphère ainsi définie sera la sphère locale. Le grand cercle du plan horizontal est l'horizon. La verticale ascendante coupe la sphère au zénith Z, et le point diamétralement opposé au zénith est le nadir N.

Par suite du mouvement de rotation de la Terre, les astres ne sont pas fixes sur la sphère locale au cours de la journée. Pour représenter ce mouvement diurne, on suppose l'existence d'une autre sphère, la sphère céleste, qui tourne en glissant sur la sphère locale. Cette rotation,[...]

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Écrit par

  • : membre de l'Académie des sciences, astronome émérite à l'Observatoire de la Côte d'Azur

Classification

Pour citer cet article

Jean KOVALEVSKY. ASTROMÉTRIE [en ligne]. In Encyclopædia Universalis. Disponible sur : (consulté le )

Article mis en ligne le et modifié le 14/03/2009

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Repérage d'une étoile - crédits : Encyclopædia Universalis France

Repérage d'une étoile

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Coordonnées horaires

Autres références

  • ABERRATION ASTRONOMIQUE

    • Écrit par et
    • 983 mots
    • 1 média

    On désigne sous le nom d'aberration un déplacement apparent des astres dû au mouvement relatif de l'observateur et de ces astres, et dont l'origine se trouve dans la valeur finie de la vitesse de la lumière.

    Ce mouvement provient de la rotation de la Terre sur elle-même (aberration...

  • ALIDADE

    • Écrit par
    • 163 mots

    Les Arabes désignaient ainsi le dioptre des Grecs. Cet instrument de visée, sans lentilles de verre, alors inconnues, est employé pour les mesures à distance (arpentage, astronomie). Inventé par Archimède (~ iiie s.), le dioptre se compose d'une règle, armée de deux pinnules, qui pivote...

  • ARMILLE

    • Écrit par
    • 340 mots

    Attestée d'abord en Grèce (~ iie s.) puis en Chine (~ ier s.) et en Inde (ive s.), l'armille la plus simple se compose de deux anneaux concentriques, assemblés dans le même plan (armille solsticiale de Proclus, par exemple) ou perpendiculaires l'un à l'autre. Dans ce dernier cas, l'instrument...

  • ASTROLABE

    • Écrit par
    • 369 mots
    • 1 média

    Le « preneur d'étoiles » (astrolabos), en forme de disque, est la combinaison d'un instrument de mesure et d'un système de projection stéréographique. L'astrolabe-planisphère de Ptolémée (iie s.) présente une face graduée qui porte une alidade : suspendu verticalement,...

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