ASTROMÉTRIE
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Les systèmes de coordonnées
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.
Repérage d'une étoile
Dessin
Repérage d'une étoile sur la sphère céleste. La position de l'étoile A est déterminée par l'angle sphérique AA' que fait la direction de l'étoile avec le plan de référence et par l'angle O'A' entre la projection sphérique de A sur ce plan et un point O' fixe sur le cercle de référence.
Crédits : Encyclopædia Universalis France
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, uniforme en première approximation, se fait autour d'un axe appelé axe du monde. Ce dernier coupe la sphère locale au-dessus de l'horizon au pôle céleste P. Lors du mouvement diurne, les astres décriront sur la sphère locale des petits cercles de pôle P. Le plan passant par P et par la verticale du lieu est appelé plan méridien. L'angle qui sous-tend l'arc PN est par définition la latitude astronomique du lieu. Enfin, l'équateur céleste est le grand cercle de pôle P.
Coordonnées horizontales
Dans la sphère locale présentée au paragraphe précédent, on définit les coordonnées horizonta [...]
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Écrit par :
- Jean KOVALEVSKY : membre de l'Académie des sciences, astronome émérite à l'Observatoire de la Côte d'Azur
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« ASTROMÉTRIE » est également traité dans :
ABERRATION ASTRONOMIQUE
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 diurne ), de sa révolution autour du barycentre du système solaire ( […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/aberration-astronomique/#i_92389
ALIDADE
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 (~ iii e s.), le dioptre se compose d'une règle, armée de deux pinnules, qui pivote dans le plan d'un cercle gradué. Sur l'armille, l'astrolabe […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/alidade/#i_92389
ARMILLE
Attestée d'abord en Grèce (~ ii e s.) puis en Chine (~ i er s.) et en Inde ( iv e s.), l'armille la plus simple se compose de deux anneaux concentriques, assemblés dans le même plan (armille solsticiale de Proclus, par exemple) ou perpendiculai […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/armille/#i_92389
ASTROLABE
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 ( ii e s.) présente une face graduée qui porte une alidade : suspendu verticalement, il permet de prendre la hauteur d'un astre. L'autre […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/astrolabe/#i_92389
ASTRONOMIE
Dans le chapitre « 1980-1990 : une période de transition » : […] Les années 1980 voient la mise en service de nouveaux grands instruments comme le Very Large Array américain, un interféromètre radio géant constitué de vingt-sept antennes mobiles de 25 mètres de diamètre. L'attention se porte vers les domaines de longueurs d'onde encore peu explorés en raison des difficultés techniques, comme les ondes radio millimétriques, observables depuis le sol, et les ray […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/astronomie/#i_92389
ASTRONOMISCHE GESELLSCHAFT KATALOG
Compilation des positions de toutes les étoiles jusqu'à la magnitude 9, réalisée en Allemagne par l'Astronomische Gesellschaft. Friedrich W. A. Argelander, fondateur de cette société, proposa de créer ce catalogue stellaire en 1867, après avoir achevé le Bonner Durchmusterung (B.D.). Ce projet de grande ampleur exigea la participation d'observatoires du monde entier, chacun étant chargé de cart […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/astronomische-gesellschaft-katalog/#i_92389
BONNER DURCHMUSTERUNG
Catalogue stellaire indiquant la position et la magnitude apparente de 324 188 étoiles situées entre les déclinaisons + 90 0 et — 2 0 . Compilé à Bonn sous la direction de l'astronome allemand Friedrich Wilhelm August Argelander, cet ouvrage nécessita vingt-cinq années de travail et fut publié de 1859 à 1862. Les diagrammes qui l'accompagnent, pu […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/bonner-durchmusterung/#i_92389
CAPE PHOTOGRAPHIC DURCHMUSTERUNG
Catalogue stellaire répertoriant plus de 454 000 étoiles jusqu'à la magnitude 11, situées entre les déclinaisons — 18 0 et — 90 0 . Les plaques photographiques nécessaires à l'opération furent réalisées de 1885 à 1890 dans la ville du Cap (Afrique du Sud) par l'astronome britannique David Gill. Durant dix ans (de 1886 à 1896), Jacobus Cornelius […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/cape-photographic-durchmusterung/#i_92389
CATALOGUE HENRY DRAPER
Liste de la position, de la magnitude et du type spectral des étoiles de l'ensemble de la voûte céleste. Ce catalogue fut le premier à utiliser le système actuel de classement alphanumérique des étoiles par type spectral (classification de Harvard). Nommé en mémoire de l'astronome américain Henry Draper, il fut compilé à l'observatoire de l'université Harvard sous la direction d'Edward Charles P […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/catalogue-henry-draper/#i_92389
CATALOGUES ASTRONOMIQUES
L'observation astronomique porte sur un très grand nombre d'objets dissemblables (planètes, satellites, étoiles, amas stellaires, galaxies...) qui diffèrent par leur position, leurs propriétés physiques et leur nature. Étant donné que toutes les propriétés sont variables avec le temps, seule l'accumulation patiente d'observations peut conduire à une connaissance de la nature de ces objets. À parti […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/catalogues-astronomiques/#i_92389
CÓRDOBA DURCHMUSTERUNG
Catalogue stellaire donnant la position et la magnitude apparente de près de 580 000 étoiles situées entre les déclinaisons — 23 0 et — 90 0 . Compilé à l'Observatoire national d'Argentine, à Córdoba, et achevé en 1930, ce catalogue complète le Bonner Durchmusterung recensant les étoiles de l'hémisphère boréal. […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/cordoba-durchmusterung/#i_92389
COSMOLOGIE
Dans le chapitre « L'échelle des distances » : […] Le seul moyen direct d'estimer la distance d'une galaxie consiste à comparer son éclat ou ses dimensions (ou ceux d'étoiles, nébuleuses ou amas d'étoiles qu'elle contient) à des objets de référence similaires, plus proches, de distances connues, qu'on appelle pour cette raison étalons standards .Les astronomes utilisent ainsi une chaîne de telles références : étoiles variable […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/cosmologie/#i_92389
ESPACE (CONQUÊTE DE L') - Des pionniers à la fin de la guerre froide
Dans le chapitre « Cosmologie et astrométrie » : […] Le reste de l'Univers a aussi fait l'objet de toutes les attentions. Il a été observé dans toutes les longueurs d'ondes. En 1989, le satellite américain Cobe (Cosmic Background Explorer) a renforcé la théorie du big bang, en parvenant à mesurer le rayonnement fossile de l'Univers . Le satellite Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (W.M.A.P.) de la N.A.S.A. qui lui succède est lancé en 2001. Son […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/espace-conquete-de-l-des-pionniers-a-la-fin-de-la-guerre-froide/#i_92389
EXOPLANÈTES - Méthodes de détection
Dans le chapitre « Méthode astrométrique » : […] La méthode la plus intuitive est la mesure de la position (coordonnées) de l’étoile sur une carte du ciel (astrométrie), avec la très grande précision requise pour déterminer de très faibles déplacements (de l’ordre de quelques fractions de seconde d’angle). La présence d’une exoplanète entraîne un mouvement périodique de l’étoile autour du centre de masse du système. Après analyse, les lois de K […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/exoplanetes/#i_92389
GAIA MISSION
Dans le chapitre « Une mission au service de l’astrométrie » : […] L’objectif principal de la mission Gaia est de recenser environ 1,5 milliard d’étoiles de la Voie lactée, en donnant leurs positions précises, leur distance par rapport au Soleil, la valeur de leur déplacement annuel sur le ciel et bien d’autres caractéristiques physiques (température de surface, luminosité, âge, composition chimique, etc.). Ces informations seront fort précieuses pour la communau […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/gaia-mission/#i_92389
GALAXIE LA ou VOIE LACTÉE
Dans le chapitre « Système de coordonnées galactiques » : […] Pour repérer un astre dans la Galaxie, on définit sa longitude l mesurée dans le plan moyen de la Voie lactée (plan galactique) et sa latitude b , distance angulaire à ce plan (cf. astrométrie ). Le pôle galactique a pour coordonnées équatoriales (ascension droite α et déclinaison δ […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/galaxie-voie-lactee/#i_92389
HIPPARCOS, mission
Lancé par Ariane IV le 8 août 1989, le satellite européen Hipparcos (High Precision Parallax Collecting Satellite) a observé le ciel durant quatre ans. Cette mission spatiale, la première à être dédiée à l’astrométrie – branche de l’astronomie qui détermine la position et les mouvements des astres sur la sphère céleste par des mesures d’angles –, a révolutionné notre connaissance des étoiles situ […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/hipparcos-mission/#i_92389
OPTIQUE - Optique cohérente
Dans le chapitre « Astronomie » : […] Quittons le traitement optique des images, et abordons une autre application, plus directement liée à la définition de la cohérence, la mesure du diamètre apparent des étoiles. L'agitation de l'atmosphère interdit de mesurer directement ce diamètre, bien que le pouvoir de résolution des grands télescopes soit théoriquement suffisant. Diverses méthodes permettent de pallier cette difficulté, et en […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/optique-optique-coherente/#i_92389
PLANÉTAIRES SYSTÈMES
Dans le chapitre « La relation de Bode » : […] En 1772, une découverte importante vient apporter de nouvelles lumières sur l'ordonnancement des planètes du système solaire. En Allemagne, Johann Elert Bode (1747-1826), directeur de l'Observatoire de Berlin, reprend à son compte une relation numérique liant les distances des planètes au Soleil. Découverte en 1741 par le philosophe allemand Christian Wolff, cette relation est précisée par son co […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/systemes-planetaires/#i_92389
PRÉCESSION ET NUTATION
Dans le chapitre « Détermination de la précession et de la nutation » : […] Ainsi, la nutation et la précession sont deux aspects d'un même phénomène dont la séparation, fondée sur l'importance des périodes, est tout compte fait assez arbitraire. Dans le passé, elles étaient déterminées à partir des observations de la position des étoiles. En analysant les variations des coordonnées observées des étoiles en fonction du temps, on déterminait les périodes, les phases et le […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/precession-et-nutation/#i_92389
PREMIÈRE DÉTERMINATION DE LA DISTANCE D'UNE ÉTOILE
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TABLES RUDOLPHINES
En latin Tabulae Rudolphinae , tables planétaires et catalogue d'étoiles publiés en 1627 par Johannes Kepler, basés principalement sur les observations de Tycho Brahe. Meilleur catalogue réalisé avant l'invention du télescope, cet ouvrage a une précision de quelques minutes d'arc et contient la position de 1 005 étoiles (Kepler ayant intégré les 777 étoiles observées par Ty […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/tables-rudolphines/#i_92389
TÉLESCOPES
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UNIVERS
Dans le chapitre « L'échelle des distances dans l'Univers » : […] Jusqu'au début du xx e siècle, il n'apparaissait pas possible de mesurer les distances des astres autrement que par la méthode dite de la parallaxe géométrique : si l'on observe la position apparente d'un objet proche par rapport à des objets supposés très éloignés, on constate que cette position apparente varie selon l'emplacement de l'observat […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/univers/#i_92389
URANOMETRIA (J. Bayer)
Jusqu'à la fin du xvi e siècle, les étoiles sont désignées par la partie de la constellation où elles sont situées – ce qui n'est pas dénué d'ambiguïté – ou, pour les principales, par leur nom arabe. Grâce aux instruments perfectionnés de son observatoire d'Uraniborg, l'astronome danois Tycho Brahe parvient à mesurer la position d'un millier d'é […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/uranometria/#i_92389
Voir aussi
Pour citer l’article
Jean KOVALEVSKY, « ASTROMÉTRIE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 21 juin 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/astrometrie/