Introduction à l'Astronomie

Pendant des milliers d'années, l'homme a utilisé le ciel pour l'aider à trouver son chemin, à raconter le changement de saison et le moment de la journée. Mais pour l'œil non averti, le ciel peut sembler un endroit aléatoire et confus. En fait, les étoiles et les planètes au-dessus de nous peuvent être cartographiées de la même manière que nous cartographions des points de repère et des lieux sur terre. Au fil du temps, l'homme a reconnu des motifs dans le ciel en reliant différentes étoiles les unes aux autres dans des groupes ou des associations que nous appelons des constellations. Ces schémas nous aident non seulement à nous souvenir de certaines étoiles, mais aussi à les retrouver avec une relative facilité parmi les milliers d'autres dans le ciel qui forment ensemble les galaxies. Les constellations sont souvent enregistrées sous la forme de cartes d'étoiles, également appelées cartes stellaires ou atlas d'étoiles. De la même manière que les cartes terrestres nous aident à trouver ou placer des repères terrestres en les plaçant dans les pays, les cartes stellaires peuvent nous aider à placer des étoiles et d'autres objets dans le ciel en décrivant leur position dans certaines constellations ou régions.

Etoiles

Que sont les étoiles? Dit simplement, une étoile est une boule de gaz brillante et lumineuse. L'énergie d'une étoile, créée par un processus complexe de fusion nucléaire, fait rayonner l'étoile et produit la lumière qui nous permet de la voir depuis la Terre. On dit souvent que les étoiles «scintillent» dans le ciel, mais cet effet est en fait dû à la turbulence dans l'atmosphère terrestre et l'espace interstellaire qui fait vaciller la lumière de l'étoile. Alors que l'énergie des étoiles peut varier énormément, leur luminosité peut aussi être une indication de leur distance à la Terre. La lumière d'une étoile peut mettre plusieurs années pour nous atteindre, même en voyagant à la vitesse de la lumière (300 000 km / s), puisque la plupart des étoiles sont très loin. Habituellement, les astronomes utilisent les années-lumière comme une mesure pour décrire les distances dans le ciel qui sont trop grandes pour que nous puissions écrire dans les unités de mesure conventionnelles. Une année-lumière est la distance que la lumière peut parcourir en une année, et c'est juste un peu moins de dix mille milliards de kilomètres. En utilisant des années-lumière, nous pouvons calculer à quelle distance se trouvent différentes étoiles de la Terre. Même les étoiles les plus proches de nous peuvent être à plus de 75 années-lumière. Pendant les nuits avec une bonne visibilité, des étoiles plus lointaines dans les galaxies deviennent visibles et celles de notre Galaxie apparaissent groupées ensemble dans une bande brumeuse à travers le ciel appelé la Voie Lactée.

Regrouper les étoiles en motifs reconnaissables, ou constellations, ne signifie pas que les étoiles d'une constellation donnée sont regroupées à la même distance approximative. La plupart du temps, ces étoiles sont à des distances très différentes les unes des autres mais apparaissent juste ensemble par superposition sur le ciel. Les constellations nous aident à nous souvenir de la position des étoiles les unes par rapport aux autres lorsque nous regardons le ciel, mais elles nous permettent également de les utiliser pour la navigation. Par exemple, nous pouvons toujours trouver le Nord en identifiant le pôle nord, parfois appelé l'étoile polaire ou l'étoile du Nord qui est alignée dans le ciel avec l'extrémité nord de l'axe de rotation de la Terre. Ceci est fait en localisant d'abord la constellation connue sous le nom de Grande Ourse  (parfois aussi appelée La Grande Casserole), qui ressemble à une louche géante ou à un char. Le pôle Nord est aligné avec les deux étoiles qui forment l'arrière du char (voir le diagramme ci-dessous). En suivant la direction dans laquelle ces étoiles pointent, et en mesurant une distance supérieure à cinq fois leur séparation, nous aboutissons à l'étoile polaire, comme on le voit ici:

La Grande Ourse est une constellation commune à de nombreuses cultures différentes mais il est important de noter que la plupart des constellations ne sont pas universelles. Au fil du temps, différentes cultures ont reconnu de nombreux modèles différents dans le Ciel et ont identifié leurs propres constellations en conséquence. Par exemple, les constellations chinoises sont en grande partie très différentes de celles que nous pourrions reconnaître à partir des cartes stellaires occidentales. De même, différentes cultures ont développé des mythologies ou des croyances très différentes autour des étoiles et des planètes, une tradition mieux connue sous le nom d'astrologie. Alors que dans de nombreuses cultures, l'astronomie et l'astrologie étaient intimement liées depuis de nombreuses années, nous reconnaissons maintenant l'astronomie comme une discipline purement scientifique, entièrement séparée de l'astrologie.

Planètes

Les planètes sont de grands corps célestes sphériques qui tournent autour du soleil. Les planètes ne rayonnent pas la lumière de la même manière que les étoiles, mais elles reflètent la lumière du Soleil, ce qui nous permet de les voir. Les planètes, y compris la Terre et la Lune, sont plus ou moins visibles à différents moments, et tandis que certaines peuvent être vues à l'œil nu à certains moments, d'autres ne sont visibles qu'à travers un télescope.

Diagramme montrant les tailles relatives approximatives des planètes Mercure, Vénus, Terre et Mars de gauche à droite. Les distances entre ces planètes ne sont pas montrées à l'échelle. L'image source provient de la galerie multimédia Solar System Exploration de la NASA.

Comètes

Mis à part les étoiles et les planètes, les comètes sont les plus grands objets de notre système solaire, mesurant jusqu'à quelques dizaines de kilomètres  de diamètre avec des queues qui peuvent s'étendre sur des millions de kilomètres dans l'espace.

La comète de Halley photographiée à l'Observatoire de Yerkes en avril 1910. Image du New York Times qui a publié la photographie pour la première fois le 3 juillet 1910. 

Les comètes sont des objets constitués de particules solides et de gaz gelés. Les comètes ont un centre ou noyau solide composé de particules de roches gelées qui fondent et se transforment en gaz lorsque la comète se rapproche du soleil. Ce gaz, et les particules qui sont libérées du noyau pendant qu'il dégèle, forment la queue brumeuse qui traîne derrière la comète. Les comètes ne peuvent être vues de la Terre qu'à certains moments de leur orbite, mais grâce aux enregistrements faits par les astronomes à travers l'histoire, nous pouvons prédire leur retour avec une certaine précision.

La discipline de l'astronomie concerne l'étude de tous les objets célestes, leur comportement, et tous les événements qui se produisent en dehors de l'atmosphère terrestre. Les astronomes étudient ces choses afin de comprendre les fonctionnements et les origines de l'Univers. C'est une quête qui a préoccupé les êtres humains partout dans le monde depuis les temps anciens jusqu'à aujourd'hui et la preuve historique des événements qui se sont déroulés dans le ciel s'avère toujours utile pour les astronomes modernes.