ASTROMÉTRIE

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

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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.

Dans la sphère locale présentée au paragraphe précédent, on définit les coordonnées horizonta [...]