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.
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.
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.
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.