Le temps sidéral : définition


Observer

Midi solaire
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L'entraînement annuel de la Terre étant ici très fortement exagéré, il apparaît clairement qu'une étoile donnée (une direction fixe), revient en face de l'observateur, symbolisé par un trait rouge, avant que le Soleil ne repasse au méridien.
Crédit : ASM

"Chacun voit midi à sa porte".

La rotation de la Terre autour du Soleil se combine à sa rotation propre pour définir la durée de 24 heures entre deux passages du Soleil au méridien.

Le soleil sur fond d'étoiles
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Si l'on voyait les étoiles de jour, on s'apercevrait que le Soleil se déplace sur le fond stellaire, déplacement relatif induit par la révolution de la Terre.
Crédit : ASM

Les étoiles doublent le Soleil

La révolution de la Terre autour du Soleil entraîne le déplacement apparent de celui-ci par rapport aux étoiles, déplacement que l'on ne perçoit pas directement... sauf si l'on éteint un peu le soleil (on pourrait aussi souffler l'atmosphère).

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Le temps sidéral à minuit à Greenwich, au cours de l'année. Une étoile culmine à minuit à la date où le temps sidéral vaut son ascension droite.
Crédit : ASM

Le temps sidéral

Le temps sidéral, qui donne l'ascension droite d'une étoile culminant à minuit, varie de 24 h sur l'année. L'origine est à l'équinoxe de printemps.


Apprendre

objectifsObjectifs

Comment savoir si une étoile est visible ou non ? Il faut connaître le temps des étoiles.

Un référentiel stellaire

C'est le Soleil qui définit le jour et la nuit. Mais comme la Terre tourne autour du Soleil, cette alternance jour/nuit n'est pas en phase avec les étoiles. Le temps sidéral, qui est plus à considérer comme un angle sidéral que comme un temps, permet de se repérer indépendamment du mouvement de rotation autour de la Terre.

Le temps sidéral : définition

Le temps sidéral, c'est, littéralement, le temps des étoiles, et non celui du Soleil. Si le passage du soleil définit, entre 2 midis successifs, la journée moyenne de 24 h, celui des étoiles définit une autre "journée" de seulement 23 heures et 56 minutes en temps solaire, mais 24h00 en temps sidéral.

definitionDéfinition du temps sidéral

Le temps sidéral est l'angle horaire entre le méridien sud et le point vernal.

De cette définition, on retient que le temps sidéral est plutôt une position angulaire qu'un temps. Il se note comme une ascension droite, en h, min et s. Mais comme la définition n'est pas très pratique, on peut donner un équivalent de définition.

definition'Définition pratique' du temps sidéral

Le temps sidéral est l'ascension droite des objets qui passent au méridien à un instant donné.

De cette définition, on retient que le temps sidéral est plutôt une position angulaire qu'un temps. Il se note comme une ascension droite, en h, min et s. Mais comme la définition n'est pas très pratique, on peut donner un équivalent de définition.

23h56min04s

Les étoiles reviennent en une même position en 23h56min04s. Les 236 secondes manquantes par jour, cumulés sur un an, représentent 24 heures, soit l'équivalent d'une rotation, celle que la Terre a fait par rapport aux étoiles mais pas par rapport au Soleil.

Jour, heure, minutes et seconde sidérales ne valent pas leurs équivalents solaires. Le rapport vaut 366.25/365.25

Temps sidéral/temps solaire
Temps sidéral Temps solaire
24h0023h56min
24h0424h00min
1.002738 s sidérale 1 s solaire
1 s sidérale 0.997269 s solaire

Angle horaire

L'angle horaire d'un astre repère sa position par rapport au méridien. Une étoile de déclinaison nulle de lève avec un angle horaire de -6 h, et se couche à +6 h. A angle horaire nul, elle passe au méridien et culmine.

Angle horaire, ascension droite et déclinaison

En pratique, le temps sidéral, exprimé en heure et minute, correspond à l'ascension droite d'un objet dans le plan méridien. Les éphémérides définissent le temps sidérale par les coordonnées.... du Soleil.

La relation entre l'ascension droite \alpha d'une étoile, son angle horaire H et le temps sidéral S s'exprime :

S\ =\ \alpha + H

L'angle horaire H est nul au méridien, et donc un astre culmine au méridien lorsque son ascension droite vérifie :

\alpha\ = \ S

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Lorsqu'une étoile culmine, son angle horaire est nul, son ascension droite égale au temps sidéral local.
Crédit : ASM

S'exercer

qcmQCM

1)  Le temps sidéral représente l'angle horaire du soleil ?


2)  Les étoiles se lèvent environ 4 minutes plus tôt chaque jour ?


3)  Le temps sidéral recule d'environ 4 minutes par jour ?


4)  Le temps sidéral s'écoule-t-il plus vite ou moins vite que le temps universel ?




Réponses aux QCM

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QCM