Information

Cette lettre d'information est certainement la dernière, après 9 ans de publication.
Les difficultés actuelles que nous rencontrons pour son édition au sein de l'IMCCE ne nous permettent plus de la publier dans des conditions décentes. Toutefois, nous avons réussi à vous la proposer encore ce mois-ci. Ceci est indépendant de notre volonté et nous vous prions de nous en excuser. L'avenir nous dira si son édition pourra reprendre ou non.

Bien cordialement,
L'équipe de rédaction.

Visibilité des planètes

(Planètes visibles entre les latitudes 60° Nord et 60° Sud et les constellations les plus voisines)

Mercure est invisible au mois de décembre 2014.

Vénus est visible le soir au crépuscule puis en première partie de la nuit à partir du 8 décembre, date de sa première visibilité du soir à Paris. À partir du 7 décembre, elle se trouve dans la constellation du Sagittaire.

Mars visible au crépuscule et en début de nuit, au cours du mois elle se couche pratiquement toujours à la même heure. La planète est dans la constellation du Sagittaire jusqu'au 4 décembre, date où elle entre dans la constellation du Capricorne.

Jupiter est visible une très grande partie de la nuit et à l'aube. Au cours du mois, elle se lève de plus en plus tôt. Elle est tout le mois dans la constellation du Lion, elle est stationnaire le 9 décembre puis elle est rétrograde.

Saturne est visible à l'aube, puis en fin de nuit et à l'aube à partir du 5 décembre, date de son lever héliaque du matin à Paris. Elle est tout le mois dans la constellation de la Balance.

Aspect des planètes au 16 décembre 2014 Mercure, Vénus, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus

Ciel du mois

Cartes du ciel pour une observation vers le nord et vers le sud
à Paris le 15 décembre 2014 à 23 h temps légal

Carte du ciel en direction du nord	Carte du ciel en direction du sud

Ces cartes du ciel montrent les étoiles brillantes et les planètes visibles dans le ciel de l'hémisphère nord, vers l'horizon sud et vers l'horizon nord, pour le 15 décembre 2014 (23h). Le trait vertical correspond à la projection sur le ciel du méridien du lieu. L'arc de cercle rouge sur l'horizon sud représente l'écliptique (lieu de la trajectoire apparente du Soleil durant l'année). Les constellations visibles sur ces cartes sont, par ordre alphabétique des sigles :

Andromède (And), le Verseau (Aqr), le Bélier (Ari), le Cocher (Aur), la Girafe (Cam), Cassiopée (Cas), Céphée (Cep), la Baleine (Cet), le Grand Chien (CMa), le Petit Chien (CMi), les Chiens de chasse (CVn), le Cygne (Cyg), le Dragon (Dra), Eridan (Eri), le Fourneau (For), les Gémeaux (Gem), le Lézard (Lac), le Lièvre (Lep), le Lion (Leo), le Petit Lion (LMi), le Lynx (Lyn), la Licorne (Mon), Orion (Ori), Pégase (Peg), Persée (Per), le Poisson (Psc), le Taureau (Tau), la Grande Ourse (UMa), la Petite Ourse (UMi),le Triangle (Tri).

Le Soleil dans sa course apparente sur l'écliptique est accompagné de plusieurs planètes proches. Celles qui sont à l'est peuvent être observées au coucher du Soleil et au début de nuit selon leur élongation et leur magnitude, celles qui sont à l'ouest le seront en fin de nuit et au lever du Soleil sous les mêmes conditions. La figure suivante montre la configuration au 15 décembre 2014.

Les cartes du ciel sont générées à l'aide du logiciel libre Stellarium.

Nouvelles astronomiques

Parallaxe solaire relative aux points M1 et M2. Crédit: P. Rocher, IMCCE

De nos jours la parallaxe solaire n'est plus mesurée. Sa valeur découle directement de celle de l'unité astronomique (ua) puisque la parallaxe solaire est définie comme étant l'angle sous lequel est vu un rayon équatorial terrestre à la distance d'une unité astronomique. Mais au fait qu'est-ce que l'unité astronomique ? Elle est communément admise comme étant la distance moyenne Terre-Soleil. Ce n'est pourtant pas le cas. Ce n'est d'ailleurs pas une définition qui la fixe mais une convention. La différence est subtile mais intéressante à comprendre.

Remontons quelque peu le temps jusqu'à la XVIe assemblée générale de 1976 de l'Union astronomique internationale (UAI) à Brighton. L'unité astronomique est définie comme suit :

« L'unité astronomique de longueur est cette longueur pour laquelle la constante gravitationnelle gaussienne (k) prend la valeur de 0,01720209895 quand les unités de mesure sont l'unité astronomique de longueur, de masse et de temps. »

ou ce qui revient au même :

L'ua est « le rayon d'une orbite newtonienne non perturbée autour du Soleil d'une particule ayant une masse infinitésimale, se déplaçant à une vitesse angulaire de 0,01720209895 radians par jour. »

Lire la suite ...

Cette année, le solstice d'hiver tombe le dimanche 21 décembre à 23h 3m 2,84s UTC, c'est-à-dire le lundi 22 décembre à 0h 3m 2,84s en heure légale française.
Cette date marque le début de la saison. C'est la date où, sous nos latitudes, le Soleil se lève le plus au sud-est (son amplitude ortive est maximum) et se couche le plus au sud-ouest (son amplitude occase est maximum). C'est également la date où, sous nos latitudes, la durée de la nuit est maximale et la durée du jour est minimale. À partir du solstice d'hiver les jours recommencent à croître, mais pas de manière symétrique le matin et le soir. En effet nous utilisons comme échelle de temps un Soleil moyen, ainsi le Soleil continue de se lever en temps moyen de plus en plus tard même après le solstice (jusqu'au 2 janvier), alors qu'en début de mois de décembre, l'heure du coucher du Soleil décroît jusqu'au 13 décembre puis se met à croître.

Le terme solstice vient du latin solstitium (de sol « soleil » et sistere « s'arrêter, retenir ») car l'azimut du Soleil à son lever et à son coucher semble rester stationnaire pendant quelques jours à ces périodes de l'année, avant de se rapprocher à nouveau de l'est au lever et de l'ouest au coucher. À l'instant du solstice d'hiver, le Soleil entre dans le signe du Capricorne mais pas dans la constellation éponyme ; l'entrée dans le signe du Capricorne correspond à une longitude apparente du Soleil de 270° et à ce moment là, le Soleil est dans la constellation du Sagittaire. Ce jour là il passe au zénith pour un observateur de l'hémisphère sud situé sur le tropique; ce qui explique l'origine de son nom : le tropique du Capricorne.

Notre calendrier, le calendrier grégorien, est un calendrier solaire. Il a pour but d'éviter la dérive des dates des saisons. La durée des saisons variant sur de grandes périodes de temps, il est impossible de maintenir fixes les dates des saisons, tout au plus est-on capable d'éviter leurs dérives.

Dans le calendrier grégorien et si l'on date le phénomène en temps universel, le solstice d'hiver peut tomber le 20, 21,22 ou 23 décembre. Il tombe en général le 21 ou le 22 décembre. Il est tombé un 23 décembre en 1903 et tombera de nouveau à cette date en 2303, 2307, 2311 et 2315. Il est tombé un 20 décembre en 1664, 1668, 1672, 1676, 1680, 1684, 1688, 1692, 1696 et 1697 et tombera de nouveau à cette date en 2080, 2084, 2088, 2092, 2096, 2488, 2492 et 2496.

	La Sainte Luce
	Les solstices d'hivers entre 1583 et 2999
	L'évolution des dates des saisons

Champ des vitesses de l'ITRF2008 (C) X. Collilieux, IGN/LAREG.

La géodésie, science qui mesure les formes et les déformations de la Terre, est devenue spatiale depuis que notre planète dispose de satellites artificiels. Elle est avant tout une science qui repose sur des méthodes d'astronomie. Elle donne désormais accès, depuis l'espace, aux références spatio-temporelles sur Terre, avec des précisions qui permettent désormais d'appréhender nombre de phénomènes affectant le fonctionnement du système Terre, dans ses quatre composantes et leurs interactions que sont la terre solide, les océans, les glaces, l'atmosphère. La détermination de la hausse du niveau moyen des mers, évaluée actuellement à environ 3mm/an à l'échelle globale, est l'une des applications les plus spectaculaires. Avec des altimètres à bord des satellites mesurant la distance qui sépare l'instrument de la surface des océans, avec la connaissance de la restitution d'orbite qui permet d'estimer avec une précision centimétrique la distance qui sépare le satellite du centre des masses de la Terre, il est ainsi possible d'avoir accès à la répartition des masses d'eau à la surface de la Terre -- dans les océans, et même les grands lacs -- , et à son évolution. Cela n'est cependant accessible que si l'on dispose de coordonnées extrêmement précises pour des stations de référence, celles qui permettent de mesurer précisément la position des satellites artificiels. C'est l'un des enjeux de la construction de l'ITRF, International Terrestrial Reference Frame, dont la prochaine réalisation est annoncée pour les premiers mois de 2015, comme était venu le rappeler Laurent Métivier de l'IGN/LAREG, membre de l'équipe française en charge de la réalisation de ce repère de référence, en combinant les résultats partiels en provenance de centres d'analyse répartis sur toute la planète.

La première réalisation d'un système de référence terrestre basé sur une combinaison de mesures satellitaires fut BTS84, publié en 1985, et utilisant les données de quatre techniques de géodésie spatiale: le VLBI (radio-interférométrie à très longue base), le SLR et le LLR (télémétrie laser sur satellites artificiels et sur la Lune), le Doppler ; une vingtaine de stations avait participé à la construction de BTS84, et la précision sur la position des stations était de l'ordre du décimètre. Entre l'ITRF88 et l'ITRF2008, douze réalisations de l'ITRF ont été publiées, avec en 1992 la prise en compte de données GPS, et entre chaque réalisation une amélioration méthodologique, comme la prise en compte rigoureuse des paramètres d'orientation de la Terre pour l'ITRF2005. La dernière réalisation en date, ITRF2008, affiche fièrement une précision de quelques millimètres sur la position des stations, et une erreur de 1mm/an sur les vitesses. Elle n'en est pas moins déjà obsolète, en raison notamment de gros séismes qui ont modifié certains paramètres globaux du repère. La prochaine réalisation, l'ITRF2014, est annoncée pour le premier trimestre de l'année prochaine. Ce sera l'occasion d'introduire dans les traitements la prise en compte de certains effets de charge atmosphérique, comme la présence d'anticyclones ou de dépressions qui modifient, à la marge certes, les altitudes de référence.

Ces précisions prodigieuses ont des applications très concrètes dans l'analyse des résultats fournis par géodésie spatiale. Par exemple, une erreur de 2 mm /an sur l'axe Z du repère entraine des erreurs dans l'estimation des variations du niveau des mers qui peuvent atteindre jusqu'à 0.2 mm / an sur l'ensemble du globe, et jusque 1.8mm/an pour les variations régionales (les variations n'étant pas uniformes à la surface des océans). De même, une erreur de 0.1 partie par milliard (0.000000001%) sur ce qu'on appelle l'échelle du repère -- d'ailleurs fournie quasiment exclusivement par méthodes d'astronomie-- peut entrainer une différence d'estimation de 0.6mm/an sur le niveau moyens des mers. On le voit, la précision aujourd'hui atteinte est certes prodigieuse, mais la communauté scientifique a la volonté de gagner encore un ordre de grandeur, pour raffiner quelque peu certaines interprétations. Elles sont cependant déjà claires et cohérentes entre elles : tous les résultats montrent bien une augmentation régulière du niveau moyens des mers, estimée par altimétrie satellitaire à 3.2+-0.6mm/an (sur 1993-2013).. Les marégraphes, avec une période d'observation déjà plus longue, indiquent une hausse du niveau de la mer de 1.7+-0.3 mm/an sur tout le 20eme siècle (1900-2000) ; en revanche, sur la période altimétrique (1993-2013), ils indiquent une hausse de 2.8+-0.6mm/an. Les deux mesures sont en accord dans les barres d'erreurs.

La hausse du niveau moyen des mers a donc connu une accélération au cours des dernières années, et Il est très important d'en rechercher les origines. Est-ce dû à la variabilité interne du climat, aux forçages extérieurs incluant les gaz à effet de serre ? Une accélération récente du réchauffement climatique et de la fonte des glaces ? Une variation décennale du niveau des océans ? Un problème, marginal, de référence ? L'ITRF2014 permettra de répondre en partie à cette question d'importance. Cette dernière hypothèse est de loin la plus improbable, tant les équipes de recherche ont de manière indépendante cherché à identifier et quantifier les différentes sources de biais pouvant créer des erreurs systématiques dans les résultats.

Une autre application de la construction de l'ITRF concerne la détermination du mouvement des plaques tectoniques, et les réalisations de l'ITRF mettent en évidence des mouvements d'ensemble comme le montre le champ des vitesses (voir Figure). Aujourd'hui, hors séismes et sur des périodes fixées, le mouvement d'une station est représentée par une dérive linéaire (une position de référence, et une vitesse constante), dans chacune des trois composantes d'espace : altitude, latitude, longitude. La qualité des résultats donne aujourd'hui accès à des phénomènes géophysiques fins, comme les déformations post-sismiques. La question de savoir s'il faut pour les prochaines réalisations changer le mode de représentation du mouvement se pose au sein des communautés scientifiques concernées, pour en particulier avoir également accès à la rhéologie (les phénomènes de déformations au voisinages des épicentres des séismes), du plus grand intérêt pour les géophysiciens.

Et l'astronomie dans tout ça ? Qu'on ne se trompe pas, ces résultats ne peuvent être atteints que parce que c'est d'astronomie dont il s'agit, parce que la géodésie est devenue spatiale. C'est avec les radiotélescopes qu'on mesure l'orientation "absolue" de la Terre dans l'espace, c'est la mécanique céleste qui donne accès au champ de gravité de précision... Les enjeux sont tout aussi importants qu'à l'époque des expéditions de l'Académie des Sciences en Laponie ou en Amérique du Sud au dix-septième siècle, lorsqu'il s'agissait de déterminer si la Terre était aplatie aux pôles ou à l'équateur. L'approche scientifique reste la même qu'à cette époque, et seul l'ordre de grandeur des effets a changé. C'est une manière de prendre conscience de tout le chemin accompli dans la mesure des déformations de notre planète. Avec le millimètre, aura-t-on déjà atteint le niveau ultime ? Rien n'est moins sur.

Le patrimoine sort de sa réserve

Construction de la coupole de la table équatoriale (1928-1929)

Cet été, la Bibliothèque de l'Observatoire a réalisé un pré-inventaire des plaques de verre photographiques qui étaient conservées sur le site de Meudon, au Château. Ces plaques avaient été rassemblées vers 1970 dans la salle dite "du pilier" par le Groupe Patrimoine constitué par Audouin Dollfus et Françoise Launay. En 2013, une partie des plaques a été déménagée vers la salle de lecture du bâtiment Schatzman de manière à être traitée et conservée dans des meilleures conditions. Voici une sélection de photographies remarquables. Le partenariat avec la BnF devrait se poursuivre en 2015 et concerner les périodiques édités par les observatoires et les sociétés astronomiques françaises.

Lire la suite ...

Publications

Couverture de l'agenda astronomique 2015

2015 : vingt ans après la découverte de la première exoplanète, les mots « exoplanète », « exoterre », « extrasolaire » sont devenus des termes courants banalisés par la recherche et les médias. Des mots qui matérialisent pourtant nos craintes et nos espoirs les plus fous ! Que savons-nous de ces mondes lointains ? Que se cache-t-il derrière la sombre immensité du ciel ? Peuples guerriers prêts à nous envahir ou royaume des sages prêts à nous accueillir ? Pour donner vie à notre imaginaire, nous explorons le ciel toujours plus loin grâce à des théories et des instruments toujours plus audacieux. L'ingéniosité humaine repousse les limites de notre connaissance et celle de notre condition d'humains. Bien qu'infiniment petits dans cet infiniment grand, nous nous efforçons de contourner les lois physiques et les obstacles pour aller voir là où nos yeux ne peuvent pas voir, pour voyager là où notre corps nous interdit d'aller. Cet agenda organisera votre réalité terrestre et vous accompagnera dans le dédale des connaissances, des personnages, des techniques et des théories qui ont fait de l'astronomie plus qu'une science : un monde merveilleux de plus en plus accessible.

En vente dans votre librairie préférée, par correspondance à la bibliothèque de l'Observatoire de Paris auprès de Sandra Drané ou chez l'éditeur EDP Sciences. Le prix indiqué ne comprend pas les frais de port.

Prix : 10 €
ISBN : 978-2-7598-1260-8

Couverture de l'annuaire astronomique 2015

Ce guide, présenté dans une version couleur plus agréable et remaniée, est conçu pour répondre aux besoins de l'observateur :

• Les positions des astres sont données mois par mois pour préparer les observations : d'un seul coup d'oeil tous les astres du mois sont lisibles.
• Un chapitre entier est dédié aux méthodes d'observation de différents phénomènes : l'observateur a toutes les clefs pour réaliser des observations scientifiquement utilisables, intégrer un réseau d'observateurs et contribuer ainsi à l'amélioration de la recherche.
• Les explications nécessaires à l'utilisation des éphémérides sont accompagnées d'exemples.
• Une multitude d'informations sur les phénomènes observables sont communiquées agrémentées de cartes.
• Les notions de calendriers, d'échelles de temps et autres connaissances indispensables sont rappelées.

Enfin, deux cahiers thématiques mettent en avant les dernières avancées scientifiques. Rédigés par des spécialistes, ces articles font le point sur l'actualité de la recherche dans plusieurs domaines :

• Les systèmes d'observation météorologique par satellite, par Jean Pailleux
• Mission accomplie pour le programme exoplanètes de CoRoT : une population de planètes à l'étonnante diversité, par Daniel Rouan

En vente dans votre librairie préférée, ou chez l'éditeur EDP Sciences. Le prix indiqué ne comprend pas les frais de port.

Prix : 19 €
ISBN : 978-2-7598-1259-2

Séminaires