décembre 2021# 185

Ce mois-ci

L’éclipse totale de Soleil du 4 décembre 2021

Carte de visibilité de l’éclipse totale de Soleil du 4 décembre 2021.
Carte de visibilité de l’éclipse totale de Soleil du 4 décembre 2021. Crédits P. Rocher/IMCCE

Cette éclipse est la quinzième éclipse totale de Soleil du XXIe siècle et la seconde éclipse de Soleil de l’année 2021.

C’est une éclipse polaire autour de l’Antarctique. La bande de totalité débute dans l’océan Atlantique sud, traverse l’Antarctique de la mer de Wedell à la mer de Ross et prend fin dans l’océan Pacifique sud. Cette éclipse sera très faiblement visible sous la forme d’une éclipse partielle uniquement au sud de l’Afrique, sur une faible partie du sud-est australien et à l’extrême sud de la Terre de Feu. Sa magnitude est 1,0188.

On remarquera qu’à cette période, le Soleil ne se couche pas sur l’Antarctique et que l’on a une éclipse centrale à minuit vrai pour le lieu de longitude 121° 29,7′ O et de latitude 78° 58,3′ S. En ce lieu, le Soleil passe au méridien sud (minuit vrai) à 7 h 56,2 min UTC à une altitude de 11,3°, il passe au méridien nord (midi vrai) à 19 h 56,4 min UTC à une altitude de 33,4°.

Comme l’éclipse a lieu aux fortes latitudes sud, la vitesse de l’ombre (ou de la pénombre) à la surface de la Terre est rapide : en effet, cette vitesse est égale à la différence entre la vitesse de l’ombre dans l’espace et celle du sol terrestre. Or, la vitesse du sol terrestre diminue lorsque la latitude augmente. Cela explique que les durées de l’éclipse générale et de la phase totale sont faibles. Les vitesses du centre des cônes d’ombre et de pénombre sur la surface terrestre sont toujours supérieures à 1,080 km/s. La durée de l’éclipse générale est de 4 h 08,2 min et la durée de la phase de totalité de 1 h 06,5 min.

Simulation du déplacement des cônes d’ombre et de pénombre à la surface de la Terre au cours de l’éclipse totale de Soleil du 4 décembre 2021. Crédits IMCCE

À travers le portail des formulaires de calcul de l’IMCCE, vous pouvez également obtenir les circonstances locales de l’éclipse, télécharger les cartes de l’éclipse générale et retrouver toutes les éclipses passées et futures. Les résultats sont constamment actualisés en fonction des avancées de la recherche.

Le tableau ci-dessous donne les circonstances générales de l’éclipse (en UTC).

Phases Instant (UTC) Longitude Latitude
Commencement de l’éclipse générale 5 h 29,3 min  4° 56,6′ O  23° 19,4′ S
Commencement de l’éclipse totale 7 h 0,1 min  48° 58,3′ O  51° 54,9′ S
Commencement de l’éclipse centrale 7 h 2,9 min  51° 13,2′ O  53° 05,4′ S
Maximum de l’éclipse 7 h 33,5 min  46° 18,5′ O  76° 47,4′ S
Éclipse centrale à minuit vrai 7 h 56,2 min  121° 29,7′ O  78° 58,3′ S
Fin de l’éclipse centrale 8 h 3,8 min  134° 9,0′ O  67° 22,0′ S
Fin de l’éclipse totale 8 h 6,6 min  138° 39,5′ O  67° 03,7′ S
Fin de l’éclipse générale 9 h 37,5 min  148° 39,9′ E  46° 23,7′ S

Le maximum de cette éclipse a lieu 2 h 21 min avant le passage de la Lune à son périgée, le diamètre apparent de la pleine lune est donc important (33′ 29,4″). L’éclipse a lieu peu après le passage de la Lune par son nœud descendant. Durant l’éclipse, la Lune se trouve dans la constellation d’Ophiuchus.

Voici la suite des événements relatifs à la Lune sur cette courte période de temps.

3/12/2021 à 14 h 32 min 05 s UTC
La Lune entre dans la constellation du Scorpion.

3/12/2021 à 14 h 57 min 53 s UTC
La Lune passe par le nœud descendant de son orbite, longitude moyenne : 241° 44,8′.

4/12/2021 à 0 h 53 min 50 s UTC
La Lune entre dans la constellation d’Ophiuchus.

4/12/2021 à 7 h 33 min 30 s UTC
Maximum de l’éclipse totale.

4/12/2021 à 7 h 43 min 02 s UTC
Nouvelle lune.

4/12/2021 à 10 h 04 min 07 s UTC
La Lune au périgée, distance à la Terre : 356 794,105 km, diamètre apparent : 33,57′, longitude moyenne : 253,87°.

La série de saros de cette éclipse de Soleil

Le saros est une période de récurrence des éclipses de 6 585,32 jours correspondant à 223 révolutions synodiques moyennes de la Lune, à 242 révolutions draconitiques moyennes et à 239 révolutions anomalistiques moyennes de la Lune. Cette période a été nommée, à tort, saros par Edmond Halley. On peut donc construire des séries longues d’éclipses séparées par un saros.

Cette éclipse appartient à une série longue de saros comportant 70 éclipses successives. Cette série commence avec l’éclipse partielle du 26 juillet 1805 et se termine par l’éclipse partielle du 20 août 3049. Elle se compose de neuf éclipses partielles, suivies de cinquante-cinq éclipses non partielles comportant : une éclipse totale non centrale, vingt-neuf éclipses totales, trois éclipses annulaires-totales et vingt-deux éclipses annulaires. Puis la série de saros se termine avec six éclipses partielles. L’éclipse totale de plus forte magnitude est celle du 9 juin 2328 (1,0266523).

On remarque que cette série comporte plusieurs types d’éclipses non partielles, la première éclipse est totale non centrale, puis les éclipses sont totales avec des pleines lunes qui s’approchent de plus en plus du périgée (les magnitudes augmentent jusqu’en 2328), puis décroissent en s’éloignant du périgée. Puis on a trois éclipses annulaires-totales, puis les pleines lunes s’approchent de plus en plus de l’apogée, ce qui génère la série des éclipses annulaires.

Toutes les éclipses du saros ont lieu au nœud descendant de la Lune, donc les éclipses successives de la série vont parcourir la surface du globe terrestre du sud au nord. L’éclipse totale du 4 décembre 2021 est la 13e éclipse de la série, elle est donc en début de la série. Elle se situe sur la partie polaire sud du globe terrestre.

La plus haute et plus petite pleine lune de l’année

Carte du ciel du 19 décembre 2021 (0 h 40 UTC + 1)
Carte du ciel du 19 décembre 2021 (0 h 40 min UTC + 1 h). Crédits IMCCE

Le phénomène que nous proposons pour ce dernier mois de l’année 2021 n’aura rien d’extraordinaire en termes d’observation, puisqu’il s’agit de la pleine lune. Rappelons qu’un tel phénomène a lieu une fois par mois. Alors pourquoi nous focaliser spécialement sur cette pleine lune de décembre ?

D’abord, parce que cette pleine lune sera la plus haute et la plus petite des pleines lunes de 2021. Ensuite, parce que pour expliquer la particularité de ces phénomènes, il va nous falloir aborder quelques notions de base de la mécanique céleste permettant de mieux comprendre la belle horloge du mouvement des corps de notre système solaire.

Dans la nuit du 18 au 19 décembre 2021, à 4 h 35 min, aura lieu le phénomène de pleine lune. Notre satellite naturel sera alors situé dans la constellation du Taureau. Lors du passage au méridien, vers 0 h 40 min, elle culminera, au nord de Paris, à 65° au‑dessus de l’horizon sud. Son illumination sera alors de 100 %. Le lendemain, lors de son passage au méridien, dans la constellation des Gémeaux, vers 1 h 30 min, elle culminera à 66° au‑dessus de l’horizon avec une illumination de 99,3 %. Un observateur fraîchement intéressé par l’astronomie pourra légitimement se poser la question suivante : « pourquoi cette pleine lune de décembre est-elle la plus haute de l’année ? ». Et on lui répondra : « pour une raison qui est celle à l’origine des saisons ! ».

Quel rapport peut‑il bien y avoir entre la plus haute pleine lune de l’année et le phénomène des saisons ?

Cette raison réside dans le fait que l’axe de rotation de notre planète sur elle-même n’est pas parfaitement… « vertical ». Cet axe est incliné de 23° 26′. Mais incliné par rapport à quoi ? Car dans l’espace, il n’existe pas de repère absolu. Cette inclinaison est calculée par rapport au plan de l’orbite terrestre. La projection de cette orbite pourrait être matérialisée par un disque dans lequel la Terre se déplace, avec bien sûr le Soleil au centre de ce disque. Pas clair ? Imaginons un disque en verre, type plateau à fromage. Coupons un petit pois en deux. Posons un demi-petit pois sur le disque en verre et faisons tourner ce demi-petit pois sur le disque en verre en suivant un cercle autour du centre de ce disque. Notre demi-petit pois matérialise bien sûr la Terre tournant autour du Soleil. Imaginons que ce petit pois tourne sur lui-même, en plus de tourner sur le disque. Si son axe de rotation était bien « vertical », l’axe aurait un angle de 90° par rapport au plan du disque. Pour comprendre l’obliquité de l’axe de rotation de la Terre, il suffit d’imaginer l’axe de rotation de notre demi-petit pois légèrement penché, de 23° environ, par rapport à la verticalité. Autre précision importante, le disque en verre matérialisant l’orbite terrestre au sein du Système solaire voit dans la réalité sa projection sur la voûte céleste sous la forme d’une ligne que l’on appelle l’écliptique. Notre planète a donc son axe de rotation incliné de 23° 26′ par rapport à la perpendiculaire (la verticalité) du plan de l’écliptique.

Que se passerait-il si cet axe était parfaitement perpendiculaire, s’il était « vertical » ?

Dans un tel cas, le Soleil aurait toujours la même hauteur au-dessus de l’horizon, et ce tout au long de l’année. Plus concrètement, il passerait tous les jours au zénith à midi solaire, du 1er janvier au 31 décembre, pour un terrien situé sur l’équateur. Un autre terrien, situé quant à lui soit sur le pôle nord soit sur le pôle sud, verrait un demi-Soleil tourner éternellement sur l’horizon, faisant bien sûr un tour sur cet horizon en environ 24 heures.

Remarque : en réalité, en raison de la réfraction atmosphérique à l’horizon, on verrait le Soleil en entier, la réfraction à l’horizon est de l’ordre de 36′, donc plus grande que le diamètre apparent du Soleil.

Mais comme chacun sait, ce n’est pas le cas. En été, et aux latitudes européennes, le Soleil est haut dans le ciel à midi, alors que, toujours à midi, il est très bas sur l’horizon en hiver. C’est justement l’inclinaison de l’axe de rotation de la Terre de 23° 26′ qui est la cause de ces variations, des variations de hauteur impliquant des durées du jour elles aussi très variables. Chacun sait que la durée du jour est très longue en France métropolitaine (16 h) au début de l’été, et assez courte en hiver (8 h). L’ensemble de ces éléments provoque un phénomène connu de tous : les saisons.

Jusque-là, très bien. Mais quel rapport avec notre pleine lune la plus haute de l’année ce 19 décembre 2021 ?

On a vu que, du fait de l’inclinaison de l’axe de rotation de la Terre, le Soleil est très haut au-dessus de l’horizon en été. Le jour du solstice d’été, en juin, à midi heure solaire, le Soleil est au plus haut de l’année en France métropolitaine. S’il n’y avait pas d’atmosphère, le ciel ne serait pas bleu et on verrait alors le Soleil dans la constellation des Gémeaux, tout proche de l’amas ouvert M35. Comment sont positionnés les trois astres Soleil-Terre-Lune lors de la pleine lune ? Ils sont quasi alignés. Donc, si le Soleil est au plus haut en juin dans les Gémeaux, le jour de la pleine lune ce même mois, la Lune sera à l’opposé du Soleil à plus ou moins 5° sur l’écliptique, donc à l’opposé des Gémeaux dans le ciel. Et l’opposé des Gémeaux dans le ciel par rapport au Soleil, c’est la constellation du Sagittaire, qui elle est assez basse sur l’horizon. La pleine lune de juin aura donc lieu dans le Sagittaire, et ce tous les mois de juin.

Six mois plus tard, en décembre, la Terre a fait un demi-tour autour du Soleil. Le fond d’étoiles derrière le Soleil a bien sûr changé, défilé, puisque l’on tourne autour. En décembre, le Soleil passe entre la Terre et les étoiles de la constellation du Sagittaire. Donc, depuis la Terre, le Soleil se situe dans la constellation du Sagittaire. Tiens… c’est là que se projetait la Lune en juin… Les positions sont dès lors inversées : le jour de la pleine lune de décembre, les trois astres Soleil-Terre-Lune sont à nouveau quasi alignés, avec le Soleil devant le Sagittaire bas sur l’horizon et, à son opposé, haute dans le ciel, la Lune à la place que tenait le Soleil le 21 juin, soit dans les Gémeaux, tout près de M35. Voilà pourquoi cette pleine lune sera si haute.

La deuxième raison de cette hauteur tient aussi dans le fait que la pleine lune de décembre 2021 se situe très proche de la date du solstice d’hiver. Si la pleine lune de décembre avait eu lieu en début de mois, elle se serait trouvée dans le Bélier ou le Taureau, soit plus basse sur l’horizon lors de son passage au méridien.

Question hauteur, alors que notre satellite culminera à 65° au-dessus de l’horizon sud à Lille, il sera à près de 73° de hauteur depuis Perpignan.

Notons bien sûr que cette particularité est valable tous les ans. La pleine lune la plus haute de l’année aura donc toujours lieu en décembre en France métropolitaine. On observe un phénomène inverse dans l’hémisphère sud.

Ce qui est original en 2021, c’est que cette pleine lune de décembre, outre qu’elle est la plus haute, ce qui n’a donc rien d’original comme on vient de le voir, est aussi la plus petite pleine Lune de l’année. Par contre, cette particularité ne sera pas systématiquement liée au mois de décembre. Pas besoin d’aller bien loin pour rechercher l’explication de cette taille minimale : elle est liée à la distance de la Lune par rapport à la Terre. Cette pleine Lune de décembre 2021 correspond à une proximité du passage de la Lune à son apogée, soit sa distance la plus éloignée de la Terre.

Rappelons qu’il est coutume de dire que la distance moyenne Terre-Lune est de 384 000 kilomètres. Si son demi-grand axe moyen est effectivement de 384 399 kilomètres, cette valeur médiane se place entre un périgée minimal (distance minimale à la Terre) d’environ 356 400 kilomètres et un apogée (distance maximale à la Terre) maximal d’environ 406 700 kilomètres. Cela est bien sûr dû au fait que la Lune circule sur une orbite assez elliptique. Lors de cette pleine Lune du 19 décembre 2021 à 4 h 35 min, la Lune sera située à 405 935 kilomètres de la Terre, soit très proche de son apogée maximal. Il en découle que son diamètre sera parmi les plus petits possibles.

Qui verra-t-on ?

Doit-on encore la présenter ?

La Lune est le seul satellite naturel de la Terre. Son origine remonterait au tout début de la formation du Système solaire, lorsque ce dernier avait entre 30 et 60 millions d’années. La Lune se serait formée après la collision de notre planète avec un objet nommé Théia, de la taille de Mars (environ 6 000 kilomètres de diamètre). Si le choc d’une violence extrême n’a pas démantelé la Terre, il a provoqué la formation d’un gigantesque nuage de débris qui, après accrétion, a donné naissance à la Lune. Actuellement, bien que cette dernière soit environ 3 fois plus petite que la Terre (3 475 kilomètres comparés à 12 756 kilomètres), sa masse représente à peine 1 % de celle de la Terre. Elle tourne autour de la Terre en 27,3 jours, ce qui est aussi sa période de rotation sur elle-même. Il y a là une rotation synchrone qui explique pourquoi on voit toujours la même face. Sa taille apparente dans le ciel est d’environ 30 minutes d’arc, soit quasiment la même taille angulaire que celle du Soleil. Cela est dû à une surprenante coïncidence : le Soleil est 400 fois plus gros que la Lune en taille réelle, mais il est aussi 400 fois plus loin. Au final, les diamètres angulaires apparents sont quasiment les mêmes. Du fait de sa gravité trop faible (1/6e de la gravité terrestre), la Lune a rapidement perdu son atmosphère. Voilà ce qui explique pourquoi les astronautes des six missions américaines Apollo voyaient, depuis le sol lunaire, un magnifique ciel étoilé autour du Soleil. Sa surface montre des paysages désolés : les sols clairs, criblés de cratères, sont les plus vieux, alors que les plus sombres correspondent à des sols peu élevés qui ont été comblés par des épanchements de lave survenus au cours du premier milliard d’années.

Que verra-t-on ?

Ce qui est pratique avec notre satellite naturel, surtout en phase de pleine lune, c’est qu’il n’est point besoin d’une carte du ciel ou de conseils pour la trouver : il suffit juste de lever les yeux. Elle sera visible tout au long de la nuit puisque, c’est une caractéristique du phénomène de pleine Lune, notre satellite se lèvera en même temps que le Soleil se couche et se couchera approximativement lorsque ce dernier se lèvera.

Pour pleinement apprécier sa hauteur confortable, on l’observera vers minuit lorsqu’elle sera non loin du méridien nord-sud. Si le ciel est clair, elle sera éclatante. L’utilisation d’un instrument ne sera pas forcément utile : contrairement à une idée largement répandue, la pleine Lune n’offre que très peu d’intérêt à l’observation dans une lunette ou un télescope. Elle est bien plus intéressante en premier et en dernier quartiers, lesquels montrent bien plus de détails (cratères, montagnes…) dans la zone de transition entre le jour et la nuit. À l’inverse, lors de la pleine lune, le sol est fortement éclairé, par le dessus, et les détails qui ne projettent plus d’ombre sont noyés dans une lumière presque aveuglante. Toutefois, une observation avec une paire de jumelles ou une petite lunette astronomique ne sera pas à bannir, car elle permettra d’admirer par contraste les mers au sol plus sombre, ainsi que les plus gros cratères.

Concernant sa taille minimale, il faudrait avoir une grande habitude à l’observer pour constater qu’elle ne mesurera que 29′ d’arc ce soir-là, au lieu des 33′ maximum possibles.

Le phénomène sera malgré tout assez esthétique : une Lune aveuglante très haute, mais de taille modeste, très proche dans le ciel de l’emplacement qu’occupera le Soleil dans six mois, le jour du solstice d’été.

Passage du Soleil au solstice d’hiver

L’Observatoire de Paris sous la neige le 21 janvier 2013
L’Observatoire de Paris sous la neige le 21 janvier 2013. Crédits P. Rocher

Cette année, le solstice d’hiver tombe le mardi 21 décembre à 15 h 59 min 19,49 s UTC, soit à 16 h 59 min 19,49 s en heure légale française.

Cette date marque le début de la saison. C’est la date à laquelle, sous nos latitudes, le Soleil se lève le plus au sud-est (son amplitude ortive est maximale) et se couche le plus au sud-ouest (son amplitude occase est maximale). C’est également la date à laquelle, 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.

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 décembre

20 h 46 min 04 s Neptune est stationnaire dans la constellation du Verseau, puis directe.

3 décembre

0 h 34 min 29 s Mercure à l’aphélie, distance au Soleil : 0,466 70 au.

1 h 27 min 38 s Conjonction géocentrique en ascension droite entre la Lune et Mars, différence de déclinaison : 0° 42′, élongation solaire de Mars : 18° O.

4 décembre

8 h 43 min 02 s Nouvelle lune.

11 h 04 min 07 s La Lune au périgée, distance à la Terre : 356 794,105 km, diamètre apparent : 33,57′, longitude moyenne : 253,87°.

13 h 43 min 19 s Conjonction géocentrique en ascension droite entre la Lune et Mercure, différence de déclinaison : − 0° 01′, élongation solaire de Mercure : 3° E.

7 décembre

1 h 48 min 18 s Conjonction géocentrique en ascension droite entre la Lune et Vénus, différence de déclinaison : − 1° 53′, élongation solaire de la Lune : 38° E.

8 décembre

2 h 48 min 57 s Conjonction géocentrique en ascension droite entre la Lune et Saturne, différence de déclinaison : − 4° 11′, élongation solaire de la Lune : 52° E.

9 décembre

7 h 10 min 16 s Conjonction géocentrique en ascension droite entre la Lune et Jupiter, différence de déclinaison : − 4° 29′, élongation solaire de la Lune : 68° E.

11 décembre

1 h 44 min 05 s Conjonction géocentrique en ascension droite entre la Lune et Neptune, différence de déclinaison : − 4° 15′, élongation solaire de la Lune : 90° E.

2 h 35 min 34 s Premier quartier de lune.

15 décembre

6 h 53 min 17 s Conjonction géocentrique en ascension droite entre la Lune et Uranus, différence de déclinaison : − 1° 33′, élongation solaire de la Lune : 137° E.

18 décembre

3 h 15 min 00 s La Lune à l’apogée, distance à la Terre : 406 319,678 km, diamètre apparent : 29,49′, longitude moyenne : 74,52°.

12 h 15 min 45 s Vénus est stationnaire dans la constellation du Sagittaire, puis rétrograde.

19 décembre

5 h 35 min 31 s Pleine lune.

21 décembre

16 h 59 min 19 s Solstice d’hiver.

27 décembre

3 h 23 min 46 s Dernier quartier de lune.

29 décembre

2 h 03 min 53 s Conjonction géocentrique en ascension droite entre Mercure et Vénus, différence de déclinaison : − 4° 14′, élongation solaire de Mercure : 16° E.

31 décembre

21 h 12 min 51 s Conjonction géocentrique en ascension droite entre la Lune et Mars, différence de déclinaison : − 0° 57′, élongation solaire de la Lune : 27° O.

Visibilité de la Lune et des planètes

Planètes visibles entre les latitudes 60° Nord et 60° Sud et les constellations voisines. L’aspect apparent des planètes est calculé pour le 16 décembre 2021 à 22 h 00 UT.

  • La Lune

    La Lune

    La Lune tourne autour de notre planète tout en tournant autour de son axe en approximativement 28 jours : c’est pourquoi l’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 moyenne tous les 29,53 jours : cette durée de révolution s’appelle la lunaison moyenne ou révolution synodique moyenne de la Lune. En raison des perturbations, la lunaison vraie entre deux phases identiques peut varier dans un intervalle de plus ou moins sept heures par rapport à cette valeur moyenne.

    Invisible du matin du 3 décembre
    au soir du 5 décembre

    4Nouvelle lune
    11Premier quartier
    19Pleine lune
    27Dernier quartier
  • Mercure

    Mercure le 16 décembre 2021

    Mercure

    Mercure est visible le soir au crépuscule et en début de nuit à partir du 27 décembre, date de sa première visibilité du soir à Paris. En début de mois, elle se trouve dans la constellation d’Ophiuchus qu’elle quitte 11 décembre pour entrer dans la constellation du Sagittaire.

    Diamètre apparent : 4,86″

    Magnitude : − 0,77

    visible
    à l’œil nu
    visible
    aux jumelles
    visible
    au télescope
  • Vénus

    Vénus le 16 décembre 2021

    Vénus

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

    Diamètre apparent : 49,54″

    Magnitude : − 4,64

    visible
    à l’œil nu
    visible
    aux jumelles
    visible
    au télescope
  • Mars

    Mars le 16 décembre 2021

    Mars

    Mars est visible le matin en fin de nuit et à l’aube. Au cours du mois, elle se lève de plus en plus tôt en fin de nuit. Elle se trouve dans la constellation de la Balance jusqu’au 15 décembre, date à laquelle elle entre dans la constellation du Scorpion, qu’elle quitte le 24 décembre pour entrer dans celle d’Ophiuchus.

    Diamètre apparent : 3,87″

    Magnitude : 1,57

    visible
    à l’œil nu
    visible
    aux jumelles
    visible
    au télescope
  • Jupiter

    Jupiter le 16 décembre 2021

    Jupiter

    Jupiter est visible tout le mois le soir au crépuscule et en première partie de nuit. Au cours du mois, elle se couche de plus en plus tôt. Elle se trouve dans la constellation du Capricorne jusqu’au 14 décembre, date à laquelle elle entre dans la constellation du Verseau.

    Diamètre apparent : 36,74″

    Magnitude : − 2,26

    visible
    à l’œil nu
    visible
    aux jumelles
    visible
    au télescope
  • Saturne

    Saturne le 16 décembre 2021

    Saturne

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

    Diamètre apparent : 15,64″

    Magnitude : 0,71

    visible
    à l’œil nu
    visible
    aux jumelles
    visible
    au télescope
  • Uranus

    Uranus le 16 décembre 2021

    Uranus

    Uranus est visible le soir et une grande partie de la nuit, en se couchant de plus en plus tôt en fin de nuit. Elle est tout le mois dans la constellation du Bélier.

    Diamètre apparent : 3,69″

    Magnitude : 5,68

    non visible
    à l’œil nu
    visible
    aux jumelles
    visible
    au télescope
  • Neptune

    Neptune le 16 décembre 2021

    Neptune

    Neptune est visible le soir et une partie de la nuit. Au cours du mois, elle se couche de plus en plus tôt. À partir du 10 décembre, elle se couche avant minuit vrai, et se couche avant minuit en Temps légal français à partir du 22 décembre. Elle est tout le mois dans la constellation du Verseau. Le 1er décembre, elle est stationnaire, puis directe.

    Diamètre apparent : 2,24″

    Magnitude : 7,89

    non visible
    à l’œil nu
    visible
    aux jumelles
    visible
    au télescope
  • Portail des formulaires de calcul de l’IMCCE

    icone portail ssp

    Portail des formulaires de calcul de l’IMCCE

    N’oubliez pas que vous pouvez aussi calculer les instants des levers et couchers des astres et visualiser leur aspect apparent à n’importe quelle date et depuis n’importe quel lieu sur Terre grâce à notre portail de calculs d’éphémérides : https://ssp.imcce.fr.

Cartes du ciel

Cartes du ciel des étoiles brillantes et des planètes visibles dans le ciel de l’hémisphère nord et de l’hémisphère sud, vers l’horizon nord et l’horizon sud, pour le 15 décembre 2021.

  • Hémisphère nord, en direction du nord – 23 h Temps légal français

    Carte du ciel de l’hémisphère nord, en direction du nord, au 15 décembre 2021
    Carte du ciel de l’hémisphère nord, en direction du nord. Crédits IMCCE
  • Hémisphère nord, en direction du sud – 23 h Temps légal français

    Carte du ciel de l’hémisphère nord, en direction du sud, au 15 décembre 2021
    Carte du ciel de l’hémisphère nord, en direction du sud. Crédits IMCCE
  • Hémisphère sud, en direction du nord – 23 h Temps local aux Makes, La Réunion

    Carte du ciel de l’hémisphère sud, en direction du nord, au 15 décembre 2021
    Carte du ciel de l’hémisphère sud, en direction du nord. Crédits IMCCE
  • Hémisphère sud, en direction du sud – 23 h Temps local aux Makes, La Réunion

    Carte du ciel de l’hémisphère sud, en direction du sud, au 15 décembre 2021
    Carte du ciel de l’hémisphère sud, en direction du sud. Crédits IMCCE
  • 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 décembre 2021.

    Position de la Lune et des planètes dans le plan de l’écliptique au 15 décembre 2021
    Position de la Lune et des planètes dans le plan de l’écliptique au 15 décembre 2021. Crédits IMCCE
    Déplacement de la Lune et des planètes dans le plan de l’écliptique au cours du mois de décembre 2021. Crédits IMCCE

culture astronomique

La Connaissance des temps : un journal scientifique publié depuis 1679, épisode XXI

Frontispice de la Connaissance des temps pour l’année 1731
Frontispice de la Connaissance des temps pour l’année 1731. Crédits Observatoire de Paris

La Connaissance des temps (CDT) publie depuis 1679 les éphémérides des corps célestes, ainsi que diverses tables et données à destination des astronomes et des curieux de l’astronomie.

Lire le XXIe épisode : « La mécanique céleste après 1819 : le mouvement des planètes et des satellites. »

Dans cette lettre d’information, nous continuons d’explorer l’histoire scientifique de cet ouvrage et de voir son évolution au cours des trois derniers siècles. La CDT a‑t‑elle beaucoup changé ? A‑t‑elle été influencée par les événements politiques ? A‑t‑elle participé à l’essor des sciences en général et de l’astronomie en particulier ? Nous allons tenter de répondre à ces questions par une lecture attentive des 342 volumes de la CDT publiés à ce jour. Vous trouverez dans les textes que nous proposons des liens vers les pages de la Connaissance des temps que nous citons pour vous permettre d’avoir accès aux textes originaux.

en savoir plus

science en direct

C/2021 A1 Leonard, la comète de l’année ?

Déplacement de la comète C/2021 A1 Leonard dans le ciel pour la première quinzaine de décembre.
Déplacement de la comète C/2021 A1 Leonard dans le ciel pour la première quinzaine de décembre. Crédits IMCCE

La comète C/2021 A1 Leonard fut la première comète découverte en 2021. Elle a été détectée pour la première fois le 3 janvier 2021 par Greg Leonard au mont Lemmon en Arizona (États-Unis). Elle était alors à une distance de 5 au (ce qui est à peu près la distance séparant Jupiter du Soleil), mais était déjà à une magnitude avoisinant les 19.

Les prévisions actuelles semblent indiquer que cette comète pourrait nous offrir un joli spectacle en cette fin d’année, en atteignant une magnitude 4 durant la première quinzaine de décembre.

Pour rappel, la comète C/2020 F3 NEOWISE, qui fut la comète de l’été 2020, avait atteint la magnitude 6 et était visible en région parisienne à l’œil nu.

À la fin du mois de novembre, la comète Leonard commence à avoisiner la magnitude 7 et est à présent repérable avec une bonne paire de jumelles ou un petit télescope. De début décembre à mi-décembre, la comète sortira de la constellation des Chiens de chasse pour traverser le Bouvier avant d’entrer dans le Serpent (voir la carte de champ). Les conditions sont particulièrement favorables à cette période, car le ciel sera exempt de Lune et la luminosité de la comète sera en pleine augmentation. Pour les amateurs d’astrophotographie, le rendez-vous à ne pas rater sera le 3 décembre lorsqu’elle croisera l’amas globulaire M3.

Le 12 décembre, son orbite l’amènera au plus proche de la Terre, à un peu plus de 35 millions de kilomètres. Passé cette date, la comète deviendra de plus en plus difficile à observer, car elle foncera en direction du Soleil et sera rapidement noyée dans les lueurs de l’aube.

Elle deviendra observable dans l’hémisphère sud vers la mi-décembre, mais la comète se rapprochant de plus en plus du Soleil, les conditions seront loin d’être optimales. Un an jour pour jour après sa découverte, soit le 3 janvier 2022, la comète passera à son périhélie, donc au plus proche du Soleil à une distance de 0,6 au, et retournera ensuite vers le nuage de Oort.

Géminides 2021

Météore de la pluie des Géminides 2020 au-dessus du télescope de 120 cm de l’observatoire de Haute-Provence.
Météore de la pluie des Géminides 2020 au-dessus du télescope de 120 cm de l’observatoire de Haute-Provence. Crédits K. Baillié

La pluie de météores des Géminides est aussi régulière et abondante (si ce n’est plus) que les fameuses Perséides en été.

Cependant, avec un maximum entre le 12 et 14 décembre, rares sont ceux qui passent des nuits entières à les observer. Or, le spectacle est garanti (à condition que les nuages ne soient pas de la partie…). En effet, l’orbite des Géminides est extrêmement stable (sur 10 000 ans au moins) et la Terre entre donc le nuage de météoroïdes tous les ans.

Des travaux récents montrent même que le niveau des Géminides augmente sensiblement d’une année à l’autre, et cette augmentation devrait se poursuivre pendant encore quelques années. Le corps parent est l’astéroïde Phaethon, qui sera visité par une sonde japonaise DESTINY+ (lancement prévu en 2024).

Cette année, le maximum est prévu le 14 décembre à 7 h TU. Avec la lune gibbeuse et le radiant de la pluie culminant vers 3 h du matin (heure locale), la meilleure partie de la nuit sera donc après 4 h du matin (CET).

En France métropolitaine, le maximum ne sera pas observable, mais le pic des Géminides dure plusieurs heures, donc les observateurs ne seront pas déçus !

Séminaires

Compte tenu de la fermeture de l’Observatoire de Paris, les séminaires habituellement ouverts au public sont suspendus jusqu’à nouvel ordre.

  • Bureau des longitudes

    1er décembre 2021 – 14 h 30

    La crise sismo-volcanique de Mayotte : mise en place d’un réseau de surveillance volcanologique et sismologique (REVOSIMA)

    Anne LE FRIANT (Institut de Physique du Globe de Paris)

    Lien Zoom (conférence en ligne)

Astro en images

Projet M27

Image composite de la nébuleuse planétaire M27, nébuleuse de l’Haltère, située dans la constellation du Petit Renard, à environ 1 200 années-lumière de la Terre.
Image composite de la nébuleuse planétaire M27, nébuleuse de l’Haltère, située dans la constellation du Petit Renard, à environ 1 200 années-lumière de la Terre. (télécharger l’image en haute résolution – 4096 × 4096, 5,3 Mo) Crédits S. Gonzalez (Exaxe), S. Kuenlin et M. Guinot

Nous vous présentons ici le fruit du travail collaboratif de compositage poses courtes/poses longues, initié par Mathieu Guinot, astrophotographe amateur, à partir de 3 images de la nébuleuse planétaire M27.

Genèse et réalisation du projet M27, par Mathieu Guinot.

Quelque temps après la finalisation de mon image de M27 l’été 2021, réalisée avec Newton 250 mm et caméra ASI 2 600 mm en 21 h 40 de poses longues au travers de filtres HO et RVB, je tombe sur la superbe image à haute résolution réalisée par Stéphane Gonzales (Exaxe) en lucky imaging (poses courtes) avec Newton 300 mm et caméra Playerone Neptune color II (Halpha : 3 600 × 4 s et 5 000 × 2,5 s / RGB et IR : 40 000 × 500 ms).

Je décide alors de contacter Stéphane pour lui proposer de mixer nos deux images et ainsi bénéficier de sa haute résolution sur le cœur de la nébuleuse grâce à ses poses courtes en Halpha et IR, et du rapport signal/bruit obtenu sur les extensions de la nébuleuse grâce aux longues poses sur mon image HORVB, afin de créer une image composite tirant le meilleur parti des deux images.

Crops de nos deux images montrant la différence de résolution des détails au cœur de M27
Crops de nos deux images montrant la différence de résolution des détails au cœur de M27. Crédits M. Guinot (gauche) et S. Gonzales (droite)

Stéphane est partant pour le projet et m’envoie donc sa luminance en Halpha + IR pour que je commence des essais d’incrustation de son image dans la mienne. Ayant déjà essayé ce type d’expériences avec d’autres astrophotographes, Stéphane anticipe très justement que le résultat puisse manquer de cohérence du fait de la différence d’échantillonnage et de résolution entre nos images.

Ayant pour ma part également essayé ce type de mixage avec le groupe Astropotos, avec parfois des différences d’échantillonnages assez importantes, je reste confiant, mais il est vrai qu’il n’y avait pas d’images réalisées en poses courtes dans les mixages réalisés au sein de ce groupe collaboratif. Or, c’est ici la différence importante de résolution des détails, davantage que l’échantillonnage, qui s’est avérée problématique au sens où son cœur bien plus résolu contrastait trop avec les extensions proches du cœur dans mon image. Pour les extensions plus lointaines, c’est moins problématique, car plus diffuses, elles ne montrent pas de détails ciselés.

Au même moment, et par pure coïncidence, mon ami Sébastien Kuenlin me contacte, car il souhaiterait essayer de mixer son image de M27, réalisée quelques mois plus tôt avec son nouveau télescope RC 400 mm f/8, avec la mienne, afin de bénéficier des détails de son image et du signal sur mes extensions ! Sébastien a réalisé 200 poses de 300 s en Halpha et Oiii à 3 200 mm de focale avec caméra ASI 2 600 mm. La jonction se dessine alors, puisque l’image de Sébastien réalisée à 0,5″/pixel avec une FWHM autour de 1,8″ est légèrement plus résolue que la mienne réalisée à 0,8″/pixel avec une FWHM moyenne d’environ 2,5″ et s’approche ainsi de l’image de Stéphane réalisée à 0,3″/pixel avec une FWHM proche de 1″.

Le projet se concrétise alors sous une nouvelle forme utilisant 3 images : cœur de Stéphane, proches extensions de Sébastien et extensions lointaines de mon image. La cohérence devient alors plus probante entre les échantillonnages avec cette progressivité du centre à 0,3″/pixel vers les extensions proches à 0,5″/pixel, puis les extensions plus lointaines à 0,8″/pixel.

À gauche, l’image de Sébastien Kuenlin (16 h 40 de poses avec RC 400 mm f/8 et caméra ASI 2 600 mm) montrant des détails plus fins dans le cœur que mon image,
									mais avec des extensions au rapport signal/bruit inférieur, notamment pour les plus éloignées.
À gauche, l’image de Sébastien Kuenlin (16 h 40 de poses avec RC 400 mm f/8 et caméra ASI 2 600 mm) montrant des détails plus fins dans le cœur que mon image, mais avec des extensions au rapport signal/bruit inférieur, notamment pour les plus éloignées. Crédits S. Kuenlin (gauche) et M. Guinot (droite)

Les stacks bruts, en linéaire sortis d’empilement, collectés, il s’ensuit alors la première phase du travail que je réalise en procédant à l’incrustation du cœur + proches extensions de la M27 de Sébastien dans mon image. Cette étape est réalisée en linéaire (avant montée d’histogramme), afin de s’assurer d’une correspondance de dynamique pour ne pas altérer la différence de luminosité de l’objet entre le cœur et les extensions. Ce mixage est réalisé sur les couches Halpha et Oiii.

Sébastien se charge de la seconde phase qui consiste au traitement des images composites obtenues Halpha et Oiii (déconvolution, traitement du bruit, montée d’histogramme, accentuations, etc.), à leur mixage pour obtenir une image couleur HOO, et à l’intégration de la couleur des étoiles obtenue par la couche RVB de mon image.

Enfin, nous réalisons collaborativement avec Sébastien la dernière phase qui consiste à incruster l’image non linéaire fournie par Stéphane, sur laquelle les traitements de déconvolution, accentuations, etc. ont déjà été réalisés par lui, avec sa technique issue de l’astrophotographie planétaire qui utilise les mêmes logiciels et process pour traiter les images de ciel profond acquises en lucky imaging.

De gauche à droite, le stack Halpha et le stack Oiii de Mathieu en autostrech pour saisir la dynamique réelle de l’objet, et le stack Halpha-Ir de Stéphane.
De gauche à droite, le stack Halpha et le stack Oiii de Mathieu en autostrech pour saisir la dynamique réelle de l’objet, et le stack Halpha-Ir de Stéphane. Crédits M. Guinot (gauche et milieu) et S. Gonzales (droite)

Le traitement de la nébuleuse M27 présente toujours une certaine difficulté et contraint à des choix du fait de la grande différence de luminosité entre le cœur et les extensions d’une part, et à la forte présence des signaux Halpha et Oiii sur des zones identiques d’autre part. Ces choix artistiques ont été réalisés en respectant au maximum la cohérence scientifique de l’objet, bien que cette dernière ne soit pas possible à 100 % : en effet, on obtient un cœur saturé si l’on veut profiter du signal sur les extensions les plus lointaines, ou alors on ne distingue pas celles-ci si l’on veut maintenir un cœur non saturé. Il faut donc utiliser avec le plus de parcimonie possible le traitement HDR qui altère inévitablement la dynamique de l’objet, mais permet un compromis pour mettre en valeur les différents signaux composant la nébuleuse.

Crop sur le cœur de l’image finale : les détails de structures et la résolution sur les nœuds cométaires montrent le potentiel de l’imagerie en lucky imaging.
Crop sur le cœur de l’image finale : les détails de structures et la résolution sur les nœuds cométaires montrent le potentiel de l’imagerie en lucky imaging. Crédits S. Gonzales/M. Guinot/S. Kuenlin

Au final, nous sommes très heureux de présenter le fruit de ce travail avec les objectifs remplis :

  • profiter des détails des poses courtes ;
  • profiter du rapport signal/bruit sur les extensions en poses longues ;
  • assurer une cohérence entre les niveaux de détails grâce à l’image intermédiaire réalisée en pose longue à longue focale ;
  • conserver une dynamique la plus « réelle » possible de l’objet et un traitement le plus « naturel » possible ;
  • ne percevoir aucun artéfact ou transition liés au mixage des trois images.

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