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N°159 – août 2019

Ce mois-ci

Le coucher du Soleil dans l’arche de l’Arc de triomphe

Coucher de Soleil sous l’Arc de triomphe en 2009
Coucher de Soleil sous l’Arc de triomphe en 2009. Crédits Josselin Desmars 

Depuis la construction de la Grande Arche à La Défense, l’horizon n’est plus dégagé lorsque l’on regarde dans l’axe de l’Arc de triomphe depuis les Champs-Élysées. Une barre horizontale, correspondant au sommet de la Grande Arche, est visible sous l’arche de l’Arc de triomphe et masque une partie du Soleil couchant. Plus on s’approche de l’Arc, plus le sommet de la Grande Arche est bas sur l’horizon, mais plus le diamètre apparent de l’arche augmente, alors que le diamètre apparent du Soleil reste constant.

Depuis la place de la Concorde

Depuis la place de la Concorde, le diamètre de l’arche est vu sous un angle apparent de 23,6′ : le diamètre solaire est toujours plus important que cette valeur. Le Soleil ne sera donc jamais entier sous l’arche. Ces calculs sont des prévisions qui tiennent compte de la réfraction atmosphérique et du dénivellement entre un observateur situé place de la Concorde (au pied de l’obélisque) dans l’axe de l’Arc de triomphe. Une variation même minime avec cet axe peut induire des différences notables dans l’azimut du Soleil (un mètre à droite ou à gauche change l’azimut d’environ 1,63′) et des différences de temps de quelques dizaines de secondes sur les prévisions. Si vous vous déplacez vers la gauche de l’axe, le décalage de temps est négatif et si vous vous déplacez vers la droite de l’axe, le décalage de temps se fait positivement.

Le tableau suivant donne les jours et les heures de visibilité du phénomène (en heure légale française) :

Jour Instant du coucher du centre du Soleil Période où le centre du Soleil passe par l’axe de l’arche Variation de la hauteur du centre du Soleil durant cette période
4 août 2019 21h 18min 50s 21h 15min 03s à 21h 15min 23s 29′ 08″ à 26′ 31″
5 août 2019 21h 17min 17s 21h 15min 50s à 21h 16min 10s 11′ 09″ à 08′ 35″

La meilleure date est le 4 août. Le 3 août, le centre du Soleil est caché par le sommet de l’arche, seule la partie inférieure du Soleil est visible. Le 5 août, le centre du Soleil est proche de l’horizon.

Depuis le rond-point des Champs-Élysées

Depuis le rond-point des Champs-Élysées, le diamètre de l’arche est vu sous un angle apparent de 33,6′ : le diamètre solaire est quasi identique à cette valeur. C’est donc la position idéale pour photographier le Soleil sous l’arche. Ces calculs sont des prévisions qui tiennent compte de la réfraction atmosphérique et du dénivellement entre un observateur situé au rond-point des Champs-Élysées (au centre de l’avenue) dans l’axe de l’Arc de triomphe. Une variation même minime avec cet axe peut induire des différences notables dans l’azimut du Soleil (un mètre à droite ou à gauche change l’azimut d’environ 2,32′) et des différences de temps de quelques dizaines de secondes sur les prévisions. De nouveau, si vous vous déplacez vers la gauche de l’axe, le décalage de temps est négatif et si vous vous déplacez vers la droite de l’axe, le décalage de temps se fait positivement.

Le tableau suivant donne les jours et les heures de visibilité du phénomène (en heure légale française) :

Jour Instant du coucher du centre du Soleil Période où le centre du Soleil passe par l’axe de l’arche Variation de la hauteur du centre du Soleil durant cette période
2 août 2019 21h 19min 51s 21h 13min 30s à 21h 13min 50s 50′ 08″ à 47′ 26″
3 août 2019 21h 18min 23s 21h 14min 17s à 21h 14min 37s 32′ 07″ à 29′ 28″
4 août 2019 21h 16min 53s 21h 15min 04s à 21h 15min 24s 14′ 06″ à 11′ 29″

Attention ! Si le Soleil à son coucher vous éblouit, ne le regardez pas directement, c’est qu’il est encore trop haut sur l’horizon. Dans ce cas, évitez de le photographier sans filtre, vous risquez d’endommager votre appareil photo et votre vue si vous utilisez un appareil à visée reflex.

Soleil couchant dans l’axe du Grand Canal à Versailles en 2019

Coucher de Soleil dans l’axe du Grand Canal en avril 2008
Coucher de Soleil dans l’axe du Grand Canal en avril 2008. Crédits Patrick Rocher

On lit parfois dans certaines revues que les axes du Grand Canal du château de Versailles sont orientés est-ouest et nord-sud. Certains en ont déduit, avec juste raison, que le Soleil devait se coucher dans l’axe du grand canal les jours des équinoxes. Or, l’azimut de l’axe n’est pas parfaitement est-ouest, il s’en écarte d’environ 22°, ce qui change considérablement les dates où ce phénomène est observable. L’altitude du sol devant la façade du château de Versailles tournée vers le Grand Canal est de 142 mètres, l’horizon dans la direction du Grand Canal est surélevé en raison d’une colline de 128 mètres d’altitude située à 10 650 mètres. L’azimut de l’axe du Grand Canal est de 111°49′56″.

En tenant compte de la réfraction atmosphérique et de ces différents paramètres, nous avons calculé que le centre du Soleil se couche en 2019 dans l’axe du Grand Canal aux dates suivantes (en heure légale française) :

Date du coucher du centre du Soleil dans l’axe du Grand Canal Instant où le centre du Soleil passe par l’azimut du Grand Canal Hauteur du centre du Soleil à cet instant* Heure du coucher du centre du Soleil en temps légal français sur l’horizon du Grand Canal Azimut du centre du Soleil à son coucher
13 août 2019 21h 02min 10s 0° 30′ 39″ 21h 06min 49s 112° 42′ 18″
14 août 2019 21h 03min 01s 0° 06′ 51″ 21h 05min 03s 112° 12′ 59″
15 août 2019 21h 03min 52s − 0° 17′ 12″ 21h 03min 17s 111° 43′ 23″

(*) Cette hauteur peut varier sensiblement en fonction de la valeur réelle de la réfraction atmosphérique.

Les meilleurs jours sont le 28 avril et le 14 août 2019.

ciel du mois

Phénomènes astronomiques

Repère géocentrique, les quadratures et les conjonctions sont en ascension droite. Les phénomènes sont donnés en temps légal français.

1er août

5h 11min 55s Nouvelle Lune.

21h 55min 05s Conjonction géocentrique en ascension droite entre la Lune et Mars, différence de déclinaison : + 1°41′, élongation solaire de la Lune : 10°E.

2 août

9h 11min 06s La Lune au périgée (distance minimale à la Terre), d : 359 397.900 km, diamètre apparent : 33,3″, longitude moyenne : 146.139 662°.

7 août

19h 30min 57s Premier quartier de Lune.

10 août

0h 52min 52s Conjonction géocentrique en ascension droite entre la Lune et Jupiter, différence de déclinaison : + 2°28′, élongation solaire de la Lune : 117°E.

1h 08min 09s Mercure en plus grande élongation : 19°3′O.

11 août

4h 36min 27s Vénus à l’apogée (distance maximale à la Terre) : + 0°52′, diamètre apparent : 9,6″

18h 14min 02s Jupiter est stationnaire dans la constellation d’Ophiuchus, puis directe.

12 août

11h 52min 42s Conjonction géocentrique en ascension droite entre la Lune et Saturne, différence de déclinaison : − 0°2’, élongation solaire de la Lune : 146°E.

14 août

8h 07min 21s Vénus en conjonction supérieure, diamètre apparent : 9,6″, latitude : + 1°16,2′.

17 août

12h 49min 18s La Lune à l’apogée (distance maximale à la Terre), diamètre apparent : 29.4950″, longitude moyenne : 345.318 412°.

23 août

16h 56min 06s Dernier quartier de Lune.

24 août

14h 34min 15s Conjonction géocentrique en ascension droite entre Vénus et Mars, différence de déclinaison : + 0°19′, élongation solaire de Mars : 3°E.

28 août

21h 32min 09s Mars à l’apogée (distance maximale à la Terre), diamètre apparent : 3.5″.

30 août

3h 06min 45s Conjonction géocentrique en ascension droite entre la Lune et Mercure, différence de déclinaison : + 1°56′, élongation solaire de Mercure : 5°O.

12h 22min 14s Conjonction géocentrique en ascension droite entre la Lune et Mars, différence de déclinaison : + 3°3′, élongation solaire de Mars : 1°E.

12h 37min 08s Nouvelle Lune.

17h 53min 13s La Lune au périgée (distance minimale à la Terre), diamètre apparent : 3,3″, longitude moyenne : 160.140 296°.

18h 17min 50s Conjonction géocentrique en ascension droite entre la Lune et Vénus, différence de déclinaison : + 2°56′, élongation solaire de Vénus : 5°E.

Visibilité de la Lune et des planètes

Planètes visibles entre les latitudes 60° Nord et 60° Sud et les constellations les plus voisines. L’aspect apparent des planètes est calculé pour le 16 août 2019 à 22h00 UT.

  • Lune du 1er aout 2019 Lune du 2 aout 2019 Lune du 3 aout 2019 Lune du 4 aout 2019 Lune du 5 aout 2019 Lune du 6 aout 2019 Lune du 7 aout 2019 Lune du 8 aout 2019 Lune du 9 aout 2019 Lune du 10 aout 2019 Lune du 11 aout 2019 Lune du 12 aout 2019 Lune du 13 aout 2019 Lune du 14 aout 2019 Lune du 15 aout 2019 Lune du 16 aout 2019 Lune du 17 aout 2019 Lune du 18 aout 2019 Lune du 19 aout 2019 Lune du 20 aout 2019 Lune du 21 aout 2019 Lune du 22 aout 2019 Lune du 23 aout 2019 Lune du 24 aout 2019 Lune du 25 aout 2019 Lune du 26 aout 2019 Lune du 27 aout 2019 Lune du 28 aout 2019 Lune du 29 aout 2019 Lune du 30 aout 2019 Lune du 31 aout 2019

    La Lune

    La Lune tourne autour de notre planète tout en tournant sur elle-même en approximativement 28 jours : c’est pourquoi on ne voit toujours que la même face de la Lune. Au cours de sa rotation autour de la Terre, la Lune présente plusieurs phases en fonction de sa position par rapport au Soleil : le premier quartier, la pleine Lune, le dernier quartier et la nouvelle Lune. Le retour à une même phase se fait en 29,5 jours environ : cette durée de révolution s’appelle une lunaison.

    Phases de la Lune - invisible les 1, 2, 29, 30 et 31 août

    1Nouvelle Lune
    7Premier quartier
    15Pleine Lune
    23Dernier quartier
    30Nouvelle Lune
  • Mercure le 16 août 2019

    Mercure

    Mercure est visible le matin à l’aube avant le lever du Soleil à partir du 6 août, date de sa première visibilité du matin à Paris et jusqu’au 26 août, date de sa dernière visibilité du matin à Paris. Elle se trouve dans la constellation des Gémeaux jusqu’au 9 août, date à laquelle elle entre dans la constellation du Cancer, qu’elle quitte le 23 août pour entrer celle du Lion.

    Diamètre apparent 6,3″

    Magnitude − 0,69

  • Vénus le 16 août 2019

    Vénus

    Vénus n’est pas visible en août 2019.

    Diamètre apparent 9,6″

    Magnitude − 3,92

  • Mars le 16 août 2019

    Mars

    Mars n’est pas visible en août 2019.

    Diamètre apparent 3,5″

    Magnitude 1,77

  • Jupiter le 16 août 2019

    Jupiter

    Jupiter est visible en première partie de nuit. En seconde partie de nuit, son coucher se fait de plus en plus tôt. À partir du 7 août, elle se couche avant minuit vrai. Elle se trouve tout le mois dans la constellation d’Ophiuchus.

    Diamètre apparent 40,8″

    Magnitude − 2,37

  • Saturne le 16 août 2019

    Saturne

    Saturne est visible le soir au crépuscule et une grande partie de la nuit. Au cours du mois, elle se couche de plus en plus tôt en seconde partie de nuit. Elle se trouve tout le mois dans la constellation du Sagittaire.

    Diamètre apparent 18″

    Magnitude 0,25

  • Uranus le 16 août 2019

    Uranus

    Uranus est visible en seconde partie de nuit et à l’aube. Au cours du mois, elle se lève de plus en plus tôt et à partir du 7 août, elle est visible également en première partie de nuit. Elle se trouve tout le mois dans la constellation du Bélier.

    Diamètre apparent 3,6″

    Magnitude 5,57

  • Neptune le 16 août 2019

    Neptune

    Neptune 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 se trouve tout le mois dans la constellation du Verseau.

    Diamètre apparent 2,4″

    Magnitude 7,82

Cartes du ciel

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 août 2019 (23h Temps légal).

En direction du nord

carte du ciel nord du mois d’août
Carte du ciel en direction du nord. Crédits Stellarium

En direction du sud

carte du ciel sud du mois d’août
Carte du ciel en direction du sud. Crédits Stellarium

Vue dans le plan de l’écliptique

Dans sa course apparente sur l’écliptique, le Soleil est accompagné de plusieurs planètes proches. Celles qui sont à l’est peuvent être observées au coucher du Soleil et en 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 août 2019.

Position des planètes dans le plan de l’écliptique au 15 août 2019
Position des planètes dans le plan de l’écliptique au 15 août 2019. Crédits Stellarium (cartes du ciel)/IMCCE (légendes)

culture astronomique

Une nouvelle parution : 24 heures dans la vie des étoiles

Couverture de l’ouvrage 24 heures dans la vie des étoiles
Couverture de l’ouvrage 24 heures dans la vie des étoiles. Crédits Librairie Vuibert 

Pascal Descamps, responsable du service de calculs astronomiques et de renseignements (SCAR) de l’Institut de mécanique céleste et de calcul des éphémérides (IMCCE) et astronome de l’Observatoire de Paris, nous ouvre par cet ouvrage l’accès à « cette science d’un ailleurs » qu’est l’astronomie. Il nous y accompagne en 24 heures, chacune d’entre elles étant l’occasion d’une nouvelle question et de nouvelles réponses.

Ainsi, à 7 heures, il s’agira des saisons ; à 14 heures, de canicule ou encore à 18 heures, de savoir pourquoi le ciel est bleu. L’idée est d’expliquer le monde dans lequel nous vivons et qui nous entoure en s’appuyant sur toutes les facettes de l’astronomie, de la mécanique céleste à la métrologie.

Pascal Descamps traduit pour nous ces explications issues de l’astronomie dans un langage mêlant poésie et humour, sans jamais perdre de vue la valeur scientifique de son contenu rigoureusement constitué.

Envie de savoir « Où est la Lune ? » ?

Fiche technique :

  • Auteur : Pascal Descamps
  • Éditeur : Librairie Vuibert
  • Date de parution : 15 mai 2019
  • Nombre de pages : 240 pages
  • ISBN : 2311102575
  • Tarif : 18,90€

science en direct

La télémétrie laser-Lune nous éclaire sur la structure interne de la Lune

Vue d’artiste de la structure interne de la Lune. Crédits Yohann Gominet/IMCCE/Observatoire de Paris
Vue d’artiste de la structure interne de la Lune. Trois des cinq rétro-réflecteurs laser (Apollo 11, 14, 15, Luna 17 et 21) sont visibles ici. Les faisceaux laser provenant des stations à la surface de la Terre sont symbolisés par les traces vertes. L’analyse précise des mouvements de rotation et de l’orbite de la Lune a permis de déterminer le rayon de la limite noyau-manteau lunaire (381 ± 12 km) et son aplatissement ((2,2 ± 0,6) x 10−4) avec une précision inégalée. Crédits Yohann Gominet/IMCCE/Observatoire de Paris

En utilisant les données de la télémétrie laser-Lune, l’expérience la plus longue de l’ère Apollo, une équipe de l’Observatoire de Paris et de l’Observatoire de la Côte d’Azur (OCA) parvient à déterminer la taille du noyau de la Lune à 381 km avec une précision de +/− 12 km, c’est-à-dire trois fois mieux que les estimations précédentes.

Notre satellite naturel, la Lune, possède un noyau fluide. Sa présence a été identifiée indirectement par les données laser-Lune dans les années 80, puis confirmée par des données magnétiques et sismiques. Néanmoins, les estimations de la taille du noyau fluide variaient de +/− 55 km.

Le 21 juillet 1969, avec les premiers pas de Neil Amstrong et Buzz Aldrin à la surface de la Lune a aussi démarré une expérience scientifique sans précédent. Les astronautes ont déposé un panneau réflecteur qui est utilisé depuis 50 ans pour mesurer la distance Terre-Lune grâce au chronométrage du temps de parcours des photons émis par des stations laser à la surface de la Terre. Cinq de ces réflecteurs sont maintenant présents à la surface lunaire.

Ces observations de télémétrie laser-Lune (LLR) sont régulièrement traitées et exploitées dans les éphémérides planétaires et lunaire INPOP développées depuis 2003 par l’équipe conjointe IMCCE/Géoazur (OCA). L’éphéméride lunaire permet de calculer le mouvement orbital et rotationnel de la Lune avec une précision de l’ordre d’un centimètre sur 10 ans. L’introduction d’un modèle dynamique de noyau fluide dans INPOP a permis d’améliorer de façon significative les résidus et de sonder l’intérieur de la Lune.

Détermination du rayon du noyau lunaire
Détermination du rayon du noyau lunaire. L’aplatissement du noyau lunaire est tracé en fonction du rayon de la limite noyau-manteau. Les points noirs avec la zone d’incertitude rouge sont obtenus par l’analyse des données de télémétrie laser lunaire (LLR). Les courbes bleue et rose expriment les contraintes données par un modèle hydrostatique considérant deux valeurs différentes de l’épaisseur de la croûte lunaire (34 ou 43 km) avec une incertitude de ± 18 kg/m3 sur la densité moyenne de la croûte lunaire. La zone d’intersection correspond aux valeurs déterminées du rayon du noyau fluide lunaire et de son aplatissement.

Le modèle de noyau introduit dans les années 80 dans le modèle des éphémérides américaines supposait que l’interface noyau-manteau était sphérique. Aujourd’hui, les chercheurs de l’équipe d’INPOP ont introduit un noyau légèrement aplati et c’est l’ajustement de cet aplatissement à partir des données LLR qui a permis d’en déduire la taille du noyau lunaire. Pour cela, l’équipe a comparé les valeurs ajustées aux données LLR avec la valeur théorique de l’aplatissement du noyau lunaire à l’équilibre. L’intersection des deux courbes (valeurs ajustées aux observations LLR et valeurs théoriques) permet de contraindre la taille du noyau lunaire et la valeur de l’aplatissement de l’interface noyau-manteau. INPOP utilise également les dernières mesures du champ de gravité déterminé par la mission spatiale GRAIL.

Cette nouvelle mesure de la taille du noyau fluide est importante pour les modèles d’évolution de la Lune. Elle va permettre notamment de mieux comprendre les mécanismes qui ont permis l’apparition, mais aussi la disparition du champ magnétique lunaire.

Aujourd’hui, l’exploration lunaire est en pleine croissance et l’ajout de nouveaux réflecteurs à sa surface permettrait de poursuivre le sondage de son intérieur et de développer de nouveaux tests relativistes.