Observation du ciel

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Parisiens photographiés par Eugène Atget, observant l'éclipse solaire de 1912, place de la Bastille.

L'observation du ciel et plus particulièrement l'observation du ciel nocturne est une activité très sympathique, à faire seul ou en groupe. Le ciel est un endroit où nous pouvons observer une grande variété de phénomènes naturels, météorologiques ou astronomiques, sources de beauté et d'émerveillement, mais aussi d'interrogation scientifique.

Observation du ciel de jour[modifier | modifier le wikicode]

Le Soleil[modifier | modifier le wikicode]

Le Soleil, notre étoile.

Pendant toute la journée et jusqu'à la nuit, le phénomène principal observable est la lumière du Soleil. Le Soleil est l'étoile autour de laquelle tourne la Terre, notre planète. C'est cette étoile qui nous donne la lumière et la chaleur, indispensables à la vie telle que nous la connaissons.

Attention, son éclat peut brûler les yeux et la peau si on s'expose imprudemment à sa lumière ! La lumière et la chaleur émises par le Soleil sont si intenses qu'elles peuvent rendre aveugle ou provoquer des coups de soleil, qui sont des brûlures graves et pouvant provoquer plus tard des cancers de la peau.

Les nuages[modifier | modifier le wikicode]

Les nuages sont ces figures plus ou moins irrégulières, de couleur blanche à gris foncé, qui peuvent cacher la lumière du Soleil et provoquer la pluie, la neige... Ce sont de grands ensembles de petits cristaux de glace contenant énormément d'eau. Plus il y a de nuages, plus il y a de risque de pluie.

Ils se déplacent dans le ciel, poussés par le vent et déformés par la chaleur qui vient du sol. Leurs formes et leurs couleurs sont sans cesse en changement, et en quelques minutes, on peut les voir se déformer, s'étioler ou se renforcer. Observer les nuages et essayer d'y retrouver des formes reconnaissables est un bon entraînement pour l'imagination ; de plus c'est très reposant.

Article à lire Article à lire : Nuage

Les arcs-en-ciel[modifier | modifier le wikicode]

Un arc-en-ciel

Un arc-en-ciel est un phénomène optique qui peut s'observer dans deux conditions différentes.

  • Lorsqu'il pleut, mais que le Soleil éclaire la pluie, les gouttes d'eau vont se comporter comme de petits prismes optiques et décomposer la lumière du Soleil en la réfléchissant. Pour observer un arc-en-ciel à ces moments-là, il faut se placer dos au Soleil : l'arc-en-ciel, s'il est visible, sera en arc de cercle dans le ciel, en face de l'observateur.
  • Lorsque de fins nuages de glace passent devant le Soleil sans être assez épais pour le cacher, les cristaux de glace vont, eux aussi, décomposer la lumière du Soleil et former un cercle autour de lui. Ce type d'arc-en-ciel est une sorte de halot, mais il est possible de voir des halots blancs, de taille et de forme variées. Attention, pour voir cela, il faut cacher le Soleil, sinon on peut se blesser les yeux !
Article à lire Article à lire : Arc-en-ciel

La Lune[modifier | modifier le wikicode]

La Lune est le satellite naturel de notre planète : elle tourne autour de la Terre. Elle donne donc l'impression de se déplacer de jour en jour dans le ciel. Elle est aussi éclairée par le Soleil. Comme sa surface est presque blanche, elle nous renvoie cette lumière. Il est possible de la voir pendant la journée, sous forme de croissant argenté, suspendue dans le ciel bleu. La Lune est donc l'astre le plus brillant du ciel, après le Soleil.

Le coucher de soleil[modifier | modifier le wikicode]

Coucher de soleil à Hué (Viêt Nam)

Lorsque le Soleil approche de l'horizon, toutes les couleurs changent et deviennent plus orangées, roses. Le Soleil lui-même, de blanc, devient jaune puis rouge, se déforme à l'horizon puis disparaît. Ceci est lié au fait que notre planète tourne sur elle-même. Comme nous sommes à sa surface, la Terre nous cache le Soleil, mais le Soleil est toujours là et il se lèvera au matin.

Les changements de couleur sont liés au fait que la Terre peut, elle aussi, se comporter comme une goutte d'eau... L'atmosphère terrestre, comme tous les milieux transparents, peut décomposer la lumière en une multitude de couleurs, comme un prisme optique ou comme les gouttes d'eau qui font les arcs-en-ciel. Les rayons bleus sont les plus faciles à décomposer et se séparent vite : c'est aussi pour cela que le ciel est bleu pendant la journée. Ils se couchent en premier. Les rayons rouges, par contre, sont plus difficiles à séparer et se couchent en dernier.

Après le coucher du soleil, le ciel se transforme plus ou moins rapidement selon la latitude de l'observateur. Mais l'on peut observer un dégradé de couleurs : encore rouge-orangé là où le Soleil a disparu, ensuite de plus en plus sombre, violet, puis noir à mesure qu'on regarde à l'opposé. C'est cette période que l'on nomme le crépuscule. Petit à petit, ce dégradé de couleurs et de lumière va se coucher lui aussi, pour laisser place à la nuit.

Observation du ciel la nuit[modifier | modifier le wikicode]

La nuit, la lumière du Soleil est cachée par la Terre et les autres sources de lumière se révèlent à nos yeux au fur et à mesure que ceux-ci s'habituent à l'obscurité. Prendre des photographies des objets observés s'appelle l'astrophotographie.

La Lune[modifier | modifier le wikicode]

Un quartier de lune

Si la Lune est présente dans le ciel, elle va sembler de plus en plus brillante. En fait, son éclat n'augmente pas, mais les yeux deviennent plus sensibles à la lumière quand on est dans le noir. L'éclat de la Lune peut même nous éblouir, mais pas nous blesser comme le fait la lumière du Soleil.

La nuit, la surface de la Lune révèle sa complexité. Si elle est sous forme de croissant, on peut observer sa surface, à la limite entre la partie éclairée et la partie sombre. Cette limite est nommé terminateur.

Si le croissant est très fin, on peut observer la lumière cendrée : c'est la lumière réfléchie par la Terre, notre planète, qui éclaire la face obscure de la Lune. Si la Lune est basse sur l'horizon, on peut voir une lune rousse : la Lune se colore en jaune-orange. C'est le même phénomène que lors du coucher du Soleil : l'atmosphère de la Terre décompose la lumière, et les rayons bleus se couchent plus tôt que les rouges. Dans ces cas-là, la Lune paraît également plus grosse, mais ce n'est qu'une illusion d'optique.

Si la Lune apparaît comme un disque parfait, on dit qu'elle est pleine. Si elle apparaît comme la moitié d'un disque, on parle de quartier. Si elle est plus grande qu'un quartier, mais non pleine, on dit qu'elle est gibbeuse. Et si elle est moins grande qu'un quartier, on parle de croissant de lune. Cette variation de la partie éclairée s'appelle les phases de la lune.

Article à lire Article à lire : Lune

Les nuages[modifier | modifier le wikicode]

La nuit aussi, il y a des nuages. Si on est près d'une grande ville moderne et très éclairée, la lumière des lampadaires colore les nuages en jaune-rose ou en bleu-blanc. Les nuages peuvent couvrir tout le ciel ou seulement une partie. Si les nuages sont ténus ou fins, et si la Lune est présente dans le ciel, il est possible d'observer que celle-ci éclaire les nuages, ce qui leur donne un aspect très différent de ce qu'ils sont dans la journée. Éclairés uniquement par-dessus, ils apparaissent fantomatiques, poétiques ou inquiétants. Pour cette raison, leur représentation est souvent utilisée dans les films d'horreur.

Il est aussi possible d'observer la lumière de la Lune à travers les nuages. Il peut alors se produire une gloire ou un halot, c'est-à-dire un cercle de lumière qui se dessine autour de la Lune, causé — encore une fois — par la dispersion de la lumière de la Lune par les cristaux de glace. Il est rare d'en voir les couleurs, car nos yeux sont trop éblouis par la lumière de la Lune pour les discerner« ». Ces jeux de lumière sont imprévisibles, mais souvent très jolis !

Les étoiles[modifier | modifier le wikicode]

Les étoiles sont les « reines » de la nuit. Il en existe une telle multitude qu'il est impossible de les compter. Elles sont de couleurs variées, même si leur teinte est difficile à voir. Selon leur éclat, elles semblent apparaître dans le ciel à mesure que l'obscurité s'épaissit.

La présence d'un éclairage public important empêche d'observer pleinement les étoiles. Si on est proche d'une grande ville, le ciel sera teinté par la lumière des lampadaires et cachera la lumière des étoiles à l'éclat le plus faible. De même, plus la Lune sera brillante et pleine, plus il sera malaisé d'observer les étoiles. Cependant, si on a la chance d'être à un endroit peu éclairé, et par une nuit sans lune, on peut observer l'immensité du ciel étoilé.

Contrairement aux nuages, les étoiles sont situées extraordinairement loin de nous. Pour cette raison, il n'y a aucune impression de perspective ni de relief : le ciel étoilé nous apparaît comme une sphère impénétrable... Il est même possible de ressentir une impression de vertige ! Pour l'observation, le mieux est de s'allonger sur le dos dans un endroit bien dégagé : on a alors l'impression d'être en train de flotter parmi les étoiles.

Les étoiles que nous voyons à l'œil nu sont toutes des étoiles de notre galaxie : la Voie lactée. Comme on n'est pas situé au centre de cette galaxie, les étoiles ne sont pas réparties de manière homogène dans le ciel. En été, si le ciel est bien dégagé, il est facile d'apercevoir une traînée blanchâtre : c'est précisément ceci que les anciens nommaient « Voie lactée », car ils avaient imaginé qu'il s'agissait d'une trace de lait.

Les étoiles brillantes sont réparties aléatoirement dans le ciel, mais l'on peut imaginer des figures qui les regroupent. Les anciens Babyloniens avaient découpé le ciel en constellations dont bon nombre sont toujours utilisées aujourd'hui pour se repérer facilement dans le ciel. Avec un petit livre, il est facile de se documenter sur les légendes et la mythologie gréco-romaine qui accompagnent ces constellations.

À cause de la rotation de la Terre autour du Soleil, les étoiles observables varient selon les saisons. De même, selon la latitude, on n'observera pas les mêmes étoiles.

Comment ne pas s'éblouir quand on veut lire la nuit ?[modifier | modifier le wikicode]

Au bout de plusieurs minutes la nuit, nos yeux s'habituent à l'obscurité, ce qui nous permet de voir avec très peu de lumière. Mais si on est exposé un court moment à une lumière plus forte, comme une lampe qu'on allume pour se référer à un livre sur l'observation du ciel la nuit, ou les phares d'une voiture qui passe à proximité, on est d'abord éblouit, puis nos yeux se réadaptent rapidement à la lumière. Par contre, il faudra ensuite attendre de longues minutes avant de voir à nouveau aussi bien dans l'obscurité. Pour éviter ce problème, il existe plusieurs moyens :

  • On peut s'équiper d'une lampe de poche de très faible puissance. Ceci n'est pas souvent satisfaisant.
  • On peut poser sa main sur la lampe. La lumière sera atténuée par notre propre chair, qui lui donnera une teinte rouge.
  • On peut cacher complètement un de ses yeux avec la main le temps que la lumière dure, (éclairage ou passage d'une voiture par exemple). Ainsi l'œil qui n'est pas caché permet de voir à ce moment là, et lorsqu'on est à nouveau dans l'obscurité, l'œil qui aura été abrité de la lumière sera resté accoutumé à l'obscurité et permettra d'y voir comme avant. Il ne reste plus qu'à lire et à retourner les yeux vers le ciel.
  • On peut enfin, et c'est le plus pratique, poser un filtre rouge sur la lampe. La couleur rouge éblouit peu et le filtre atténuera la lumière.

Les planètes[modifier | modifier le wikicode]

L'observation des planètes à l'œil nu est un jeu de cache-cache. En grec, planète signifie « astre errant » : elles ne sont jamais à la même place. Ce sont des astres qui réfléchissent la lumière du Soleil et apparaissent comme les étoiles : des points brillants.

La planète Saturne, vue avec un petit télescope...
... la même, vue depuis la sonde spatiale Cassini.

Pour trouver une planète, il y a là encore plusieurs moyens :

  • Bien connaître le ciel étoilé. Si l'on observe un astre là où il ne devrait pas y avoir d'étoiles, c'est peut-être une planète.
  • Se reporter à une éphéméride, qui indique la position des planètes par rapport aux constellations.
  • Observer le ciel à quelque temps d'écart (quelques jours ou quelques semaines). Une observation très attentive permettra de mettre en évidence le lent déplacement des planètes par rapport aux étoiles. Ceci est fastidieux et peu pratique.
  • Observer l'éclat de l'astre. Si l'on soupçonne un point brillant dans le ciel et qu'on pense que c'est peut-être une étoile, il existe un moyen simple pour le deviner : ce point lumineux est-il scintillant? Le scintillement est le fait de voir un point lumineux qui donne l'impression de clignoter ou de changer très rapidement de couleur.

Les étoiles sont situées très loin de nous et notre œil ne les voit que comme un point. Même avec un puissant télescope, il est presque impossible de voir autre chose qu'un point quand on regarde une étoile. Par contre, les planètes sont plus petites que les étoiles, mais beaucoup plus proches. Même si l'on n'en a pas conscience, les yeux peuvent percevoir l'épaisseur d'une planète. Pour cette raison, les planètes donnent l'impression de peu scintiller.

Les étoiles filantes[modifier | modifier le wikicode]

Les étoiles filantes sont des objets de l'espace qui s'abattent sur la Terre (météoroïdes). En entrant dans l'atmosphère, le frottement de l'air les fait "brûler" et elles émettent une traînée lumineuse qui peut durer jusqu'à quelques secondes. Les météorites1 sont les pierres tombées au sol, après la pénétration de l'atmosphère par un météoroïde d'une taille suffisante pour qu'une partie de la masse résiste à la fusion dans l'atmosphère.

À certaines période de l'année, la Terre traverse sur son trajet autour du Soleil des nuages de débris ; les étoiles filantes sont alors nombreuses et facilement observables. On parle alors de pluie de météores (ex : les Perséides au mois d'Août).

Article à lire Article à lire : Étoile filante

L'aube[modifier | modifier le wikicode]

L'aube, ou crépuscule du matin, est le contraire du coucher de soleil : c'est le phénomène qui se produit quand le Soleil apparaît à l'horizon. Les couleurs sont différentes de celles du coucher de soleil pour deux raisons :

  • d'une part, la température de l'air, plus faible au matin qu'au soir, change les propriétés de l'atmosphère ;
  • d'autre part, nos yeux sont habitués à la nuit, ce qui change la perception des couleurs.

Phénomènes rares[modifier | modifier le wikicode]

Les aurores[modifier | modifier le wikicode]

Une aurore boréale en Alaska

Les aurores boréales ou australes, selon l'hémisphère terrestre dans lequel on les observe, sont des formes en drapé, de couleur vive, de taille et de forme variées, observables la nuit. Plus on est proche des pôles magnétiques de la Terre, plus l'on a de chance de les apercevoir. Elles sont formées par l'interaction entre le vent solaire et le champ magnétique terrestre.

Les comètes[modifier | modifier le wikicode]

La comète Ikeya-Zhang passée en 2002.

Les comètes sont des astres errants, mais pas des planètes. Elles sont attirés par le Soleil, mais en s'en approchant, une partie de leur matière s'évapore et forme derrière elles une queue plus ou moins lumineuse.

Pour qu'une comète soit observable depuis la Terre, elle doit remplir deux conditions : être très lumineuse ou très grande, et passer près de la Terre.

Il existe une minorité de comètes cycliques, qui repassent régulièrement devant le soleil, telle que la comète de Halley, qui repasse au plus près du Soleil tous les 76 ans. Mais les comètes les plus brillantes sont souvent des comètes à passage unique. Imprévisibles, ces comètes font la joie des astronomes amateurs, qui essayent de les découvrir avant les astronomes professionnels.

Les éclipses lunaires[modifier | modifier le wikicode]

Les éclipses lunaires se produisent quand la Lune passe derrière la Terre par rapport Soleil pour un alignement parfait Lune-Terre-Soleil. La Lune se retrouve donc dans l'ombre de la Terre et l'atmosphère terrestre envoie sur la Lune des couleurs du coucher de soleil.

Il se produit que deux éclipses lunaires par an, observables depuis toute la surface de la Terre qui est dans la nuit à ce moment-là. Elles se déroulent soit deux semaines avant une éclipse solaire, soit deux semaines après une éclipse solaire.

Les éclipses solaires[modifier | modifier le wikicode]

Éclipse totale de 1999
Éclipse annulaire

La Lune tourne autour de la Terre. Lorsque la Lune se trouve entre le Soleil et la Terre, l'ombre de la Lune et sa pénombre tombent sur la Terre. Dans cette zone d'ombre, la Lune couvre le Soleil : C'est l'éclipse solaire !

Les éclipses solaires se produisent quand la Lune passe entre le Soleil et la Terre. L'ombre de la Lune tombe sur la Terre. Dans cette zone d'ombre, la nuit tombe en pleine journée : on peut voir les étoiles et les planètes. En plus de l'ombre, la pénombre de la Lune tombe elle aussi sur la Terre. Vue de cette pénombre, la Lune ne couvre qu'une partie du Soleil que l'on voit en croissant et la zone de pénombre perd de la lumière du soleil, mais n'est pas plongée dans l'obscurité...

La Lune couvre parfaitement le Soleil : serait-elle de la même taille que notre étoile ? Non. Le Soleil est 400 fois plus grand que notre Lune. Mais par un fabuleux hasard, le Soleil, 400 fois plus grand que la Lune se trouve aussi 400 fois plus loin. C'est pour cela que les deux astres semblent être de la même taille.

Les éclipses solaires sont rares et ne sont observables que dans la zone où l'ombre de la Lune passe sur la Terre. Selon les cas, elles peuvent être :

  • partielles (on voit un croissant de Soleil) ;
  • annulaires (au maximum de l'occultation, on voit un anneau du Soleil autour de la Lune) ;
  • ou totales (la Lune cache totalement le Soleil, de quelques secondes à quelques minutes).

Les explications ci-dessous vont tout clarifier.

Pendant une éclipse totale, le ciel nocturne apparaît en pleine journée. Il est possible d'observer les étoiles brillantes et les planètes. Il est également possible d'apercevoir la couronne solaire. Extrêmement rarement, on peut voir une comète dont l'éclat est trop faible pour être vue en journée et qui est trop proche du Soleil pour être vue la nuit.

Mais de telles éclipses ne marchent pas toujours pour deux raisons :

  • La première (et la plus connue des cas où l'éclipse ne peut pas être totale) est que l'orbite de la Terre autour du Soleil n'est pas un cercle, mais une ellipse de même que l'orbite de la Lune. Il peut arriver que nous soyons sur le point de notre orbite où elle est assez proche du Soleil alors que la Lune est sur la partie de son orbite loin de la Terre. Du coup, vu de la Terre, le Soleil a une taille légèrement plus grande et la Lune légèrement plus petite. Par conséquent, la Lune ne parvient pas à masquer entièrement le Soleil et les bords du Soleil sont toujours visibles ce qui donne une forme d'anneau : C'est l'éclipse annulaire.
  • La seconde est que pour que la Lune puisse se glisser exactement entre la Terre et le Soleil, elle doit se rendre à un point de rendez-vous bien précis et à un moment bien précis. Si la Lune arrive à ce point de rendez-vous un peu trop tôt ou un peu trop tard, la pénombre de la Lune tombera sur un pôle de la Terre et l'ombre de la Lune ne fera que frôler la Terre sans la toucher : C'est une éclipse partielle.

Toutes les éclipses sont parfaitement prévisibles, des années à l'avance. Par contre, les conditions météorologiques de ce jour-là ne le sont pas !

Article à lire Article à lire : Éclipse du Soleil

Conclusion[modifier | modifier le wikicode]

L'observation du ciel est une activité enrichissante, qui permet de réfléchir à l'Univers, à la beauté et à la nature. Seul ou en groupe, c'est une activité divertissante qui laisse des souvenirs forts. Avec de la patience, on découvre petit à petit toute la beauté du ciel. Mais il ne faut pas oublier d'aller dormir !

Voir aussi[modifier | modifier le wikicode]

Lien interne[modifier | modifier le wikicode]

Fiche pédagogique[modifier | modifier le wikicode]

Note[modifier | modifier le wikicode]

  1. « Météorite » s'emploie au féminin et rarement au masculin (source : Météorite. Nouveau Littré, éditions Garnier, 2007.)
Article mis en lumière la semaine du 6 août 2007.
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