ASTROMÉTRIE

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Repérage d'une étoile

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Réduction d'une observation astrométrique

Une observation astrométrique se ramène en général à la mesure de la position de l'image d'un ou de plusieurs astres sur la surface focale d'un instrument. On appelle réduction de cette observation l'ensemble des calculs qu'il faut effectuer pour obtenir la position de ces astres dans un repère céleste convenable. On peut classer en quatre groupes l'ensemble des transformations qu'il faut faire subir à cette mesure.

Transformation foyer-ciel

L'image d'une portion du ciel dans le plan focal d'un instrument n'est jamais une simple homothétie. Dans le plan focal, l'image a des coordonnées x et y par rapport à une origine, et des directions liées à l'instrument. Sur le ciel, l'astre a des coordonnées différentielles Δδ et Δα × cos δ par rapport à un point central voisin de la direction de visée de cordonnées δ0 et α0. La transformation entre x et y, d'une part, Δδ et Δα × cos δ, d'autre part, comprend les diverses perturbations dues à l'instrument (aberrations optiques, déformations mécaniques), la projection de la portion de voûte céleste sur son plan tangent, appelée projection gnomonique, et la déviation des rayons lumineux par l'atmosphère.

L'atmosphère terrestre est un milieu réfringent dont la densité diminue avec l'altitude. Cela a pour effet de modifier la hauteur ou la distance zénithale des astres en relevant toujours la direction apparente. La différence entre la direction réelle et la direction observée à travers l'atmosphère est, par définition, la réfraction astronomique. Elle croît quand la distance zénithale augmente selon la formule de Laplace :

formule dans laquelle α0 = n0 — 1, n0 étant l'indice de réfraction de l'air au niveau du sol et β0 la hauteur qu'aurait une atmosphère homogène de densité égale à celle de l'air au niveau du sol, divisée par le rayon terrestre. Au niveau de la mer, à une température de 0 0C, à une pression normale (1 013,25 hPa) et à une longueur d'onde de 0,55 μm, on a :
En première approximation, R est proportionnel à la pression, inversement propor [...]


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Écrit par :

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

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ABERRATION ASTRONOMIQUE

  • Écrit par 
  • André BOISCHOT, 
  • Jean KOVALEVSKY
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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

  • Écrit par 
  • Jacques MÉRAND
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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

  • Écrit par 
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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

  • Écrit par 
  • Jacques MÉRAND
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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

  • Écrit par 
  • James LEQUEUX
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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

  • Écrit par 
  • Universalis
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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

  • Écrit par 
  • Universalis
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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

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  • Universalis
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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

  • Écrit par 
  • Universalis
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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

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  • Carlos JASCHEK
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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

  • Écrit par 
  • Universalis
  •  • 58 mots

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

  • Écrit par 
  • Marc LACHIÈZE-REY
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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

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  • Jacques VILLAIN
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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

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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

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GALAXIE LA ou VOIE LACTÉE

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  • James LEQUEUX
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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

  • Écrit par 
  • Catherine TURON
  •  • 1 376 mots
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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

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  • Michel HENRY
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PLANÉTAIRES SYSTÈMES

  • Écrit par 
  • Dominique PROUST
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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

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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

  • Écrit par 
  • James LEQUEUX
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Bien que l'on soit depuis longtemps convaincu que les étoiles sont très éloignées, toutes les tentatives pour évaluer leur distance vont demeurer vaines jusqu'au début du xix e  siècle. Le principe de cette mesure est pourtant simple : si l'on parvient à observer, au cours d'une année, le déplacement apparent d'une étoile proche par rapport à de […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/premiere-determination-de-la-distance-d-une-etoile/#i_92389

TABLES RUDOLPHINES

  • Écrit par 
  • Universalis
  •  • 128 mots

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

  • Écrit par 
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  • Jean RÖSCH
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Dans le chapitre «  Géométrie et mécanique des instruments astronomiques »  : […] Les astres ont sur la sphère céleste des mouvements apparents dont le plus important est le mouvement diurne – dû à la rotation de la Terre –, auquel se superposent les déplacements relatifs, beaucoup plus lents, des divers astres. Les collecteurs d'énergie qu'on a décrits devront donc être portés par des systèmes mécaniques permettant d'assurer, malgré ces mouvements, la fixité de l'image sur le […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/telescopes/#i_92389

UNIVERS

  • Écrit par 
  • Jean AUDOUZE, 
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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)

  • Écrit par 
  • James LEQUEUX
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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 18 octobre 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/astrometrie/