Pointer un astre et l'observer : Page pour l'impression

Hauteur

La coordonnée locale , la hauteur d'un astre, nous renseigne si un astre est levé $(h \ge 0)$ . L'angle horaire nous renseigne sur sa position par rapport au méridien (passage au méridien à H=0 ).

Le tracé de h(H) est utile pour estimer les conditions d'observations.

Hauteur, fonction de l'angle horaire

Lignes iso-déclinaison : les trajectoires circumpolaires apparaissent en bleu.

Crédit : ASM

Hauteur, fonction de l'angle horaire

Tracé, pour la latitude $\varphi$ de Paris, de la hauteur

d'un astre, en fonction de l'angle horaire

. En bleu : les astres toujours visibles, ou circumpolaires, de déclinaison $\delta > 90-\varphi$ ; en rouge, ceux de déclinaison dans l'intervalle $[\varphi-90,\ 90-\varphi]$ , plus ou moins visibles selon l'angle horaire. L'étoile polaire, quasi-immobile et de déclinaison proche de $90^\circ$ , garde bien sûr une hauteur quasi constante.

Crédit : ASM

Visibilité

La hauteur détermine si l'astre est levé, mais cela ne suffit pas pour assurer la visibilité de l'objet : il faut que le soleil soit couché (sauf si c'est lui que l'on souhaite observer, évidemment).

Cela dépend de l'ascension droite. Les éphémérides et logiciels de l'IMCCE permettent de calculer positions, visibilités...

Mercure, Vénus

Les objets internes du système solaire, Mercure et Vénus, mais aussi tout petit corps de périhélie inférieur à 1 UA, ne peuvent être visibles toute la nuit (le contraire signifierait que la Terre se situe entre eux et le Soleil, ce qui est contradictoire), ce qui réduit leur durée d'observation.

Ainsi, le coucher de Mercure suit de peu celui du Soleil.

Photomontage réalisé à partir de plusieurs images de Mercure sur l'horizon ouest, réalisées quotidiennement pendant 3 semaines, le soleil étant à une élévation de -10 degrés. Un seul fond d'image a été représenté.

Crédit : Juan Carlos Casado

Le temps des étoiles

Comment savoir si une étoile est visible ou non, et comment la pointer, càd diriger le télescope vers elle ? Cela dépend de ses coordonnées (ascension droite et déclinaison), mais aussi du lieu, de la date et de l'heure d'observation, comme cela a été montré aux pages traitant des coordonnées et du temps sidéral.

Observation

Observer un astre dans les meilleures conditions, c'est l'observer lorsqu'il passe au méridien à minuit, et donc lorsque son ascension droite vaut le temps sidéral de référence (Greenwich) à minuit.

Un paramètre couramment mesuré est la masse d'air, qui n'est pas une masse mais rend compte de l'épaisseur d'atmosphère traversée. C'est la tangente de la distance zénithale, distance angulaire séparant le zénith de l'altitude de l'objet.

La masse d'air croît avec l'angle $\theta$ comme $1 / \cos \theta$ .

Crédit : ASM

Planète, astre errant

Difficulté : ☆ Temps : 20 min

Question 1)

Aller rechercher les coordonnées des planètes Vénus, Mars, Jupiter et Saturne sur le site de l'Institut de Mécanique Céleste (CNRS, Observatoire de Paris). Choisir l'objet, la date, et laisser de côté le reste des informations demandées.

Question 2)

Déterminer, pour 20h00 ce soir (heure locale), le temps sidéral (pour un observatoire de votre choix), à l'aide des données de site de l'Institut de Mécanique Céleste.

Question 3)

Quelles planètes seront visibles (s'il fait beau) ?

Latitude / déclinaison

Difficulté : ☆☆ Temps : 15min

Pour une bonne qualité d'observations, on souhaite qu'une cible stellaire étudiée culmine à une hauteur supérieure à 60 deg. Quelle contrainte cela pose-t-il sur la cible, fonction de la latitude $\varphi$ du lieu d'observation ?

Question 1)

Interpréter le terme culmine.

Question 2)

Quelle contrainte cela pose-t-il sur la cible, fonction de la latitude du lieu d'observation ?

Quand observer ?

Difficulté : ☆☆☆ Temps : 40 min

Un programme d'observation à l'Observatoire de Paris, sur le campus de Meudon, comprend les cibles stellaires ci-jointes :

Etoiles doubles
nom	$\alpha$	$\delta$	sép.	$m _{\mathrm{V}}$	remarque
	(h, min)	( $^\circ, ')$	(")
$\eta$ Cas	00 49.1	57 49	12.2	3.4, 7.5
$\gamma$ Ari	01 53.5	19 18	7.8	4.8, 4.8
$\chi$ Tau	04 22.6	25 38	19.4	5.5, 7.6
$\sigma$ Ori	05 38.7	-02 37	12.9,43	4,7,7.5	quadruple en fait
$\iota$ Cnc	08 46.7	28 45	30.7	4.4, 6.5
38 Lyn	09 18.8	36 48	2.7	3.9, 6.6

Question 1)

Vers quelle date va-t-on pouvoir observer dans la même nuit chacune de ces cibles, dans des conditions optimales, en première partie de nuit vers 22h00 heure locale?

[2 points]

Question 2)

On souhaite passer 1/2 h par cible. Dans quel ordre les cibles devront-elles être observées ?

[1 points]

Question 3)

Pour éviter un premier quartier de Lune et tester une webcam sur la cible $\chi$ Tau, des observations en fin de nuit (4h heure locale) se sont imposées : vers quelle date l'observation a-t-elle été menée, alors que $\chi$ Tau culminait ?