Le ciel urbain et sa pollution lumineuse n’étant guère synonymes de ciel étoilé, c’est sous un beau ciel de campagne que l’on fera les plus belles observations du ciel d’été (idem tout le reste de l’année au demeurant…).

Point n’est besoin d’être équipé d’un instrument puissant pour découvrir et savourer la voûte céleste estivale. Au contraire serions-nous tentés d’écrire, tant cette découverte simplement à l’œil nu ou avec des jumelles se révèle plaisante et instructive.

Démarrons donc cette observation à l’œil nu. Sortons vers minuit, car vers 23 h, en France métropolitaine, du fait de la proximité du solstice d’été, il ne fait pas nuit. Allons dans une pâture offrant un ciel bien dégagé sur les quatre horizons. Placés face à l’est, si nous levons la tête, nous voyons presque au zénith une belle étoile blanc-bleuté. Il s’agit de Véga de la petite constellation de la Lyre. Si nous élargissons notre champ de vision, nous apercevons à l’est de Véga, une belle étoile bleue, un peu moins brillante que cette dernière : il s’agit de Deneb, l’étoile la plus brillante de la constellation du Cygne. Enfin, si nous portons notre regard plus au sud, nous apercevons une nouvelle étoile légèrement bleutée. Il s’agit d’Altaïr, l’étoile la plus brillante de la constellation de l’Aigle.

Si l’on relie ces 3 étoiles, on obtient un gigantesque triangle, dénommé le « triangle d’été ».

Ce triangle d’été est visible dans le ciel de mai à novembre, mais c’est pendant les trois mois d’été qu’il est visible toute la nuit. Outre sa beauté majestueuse, le grand triangle d’été offre une aide précieuse pour localiser la Voie lactée ; si le ciel est noir et sans Lune, on remarque en effet que le Cygne ainsi que l’Aigle baignent dans la douce lueur d’une arche faiblement lumineuse qui part de l’horizon nord-est, passe non loin du zénith puis va rejoindre le point cardinal sud : c’est la Voie lactée, qui correspond à la vue intérieure de notre galaxie. Cette faible lueur est constituée par la somme des milliards d’étoiles concentrées dans le disque de notre galaxie spirale, étoiles situées trop loin pour pouvoir être distinguées individuellement. Assimiler que cette grande arche lumineuse vue à l’œil nu est notre galaxie vue de l’intérieur accroît le plaisir d’observer, car il permet de nous approprier et de mieux appréhender l’espace qui nous entoure.

Si le regard porte vers la gauche, soit vers le nord-est, on découvre en pleine Voie lactée un joli groupe de cinq étoiles dessinant une lettre W : il s’agit de la constellation de Cassiopée. Après avoir promené son regard dans les parties les plus hautes et les plus brillantes de la Voie lactée, on peut descendre ensuite vers le sud, vers les régions centrales de notre galaxie. Lorsque le regard s’arrête là où la Voie lactée est la plus large et la plus brillante, nous regardons, dans la constellation du Sagittaire, le centre de notre « univers-île », comme l’appelait le philosophe allemand Emmanuel Kant. La morphologie des galaxies spirales ressemble assez à celle d’un œuf sur le plat. Le Soleil et la Terre sont situés dans le blanc d’œuf au 3/5^e du rayon galactique. En regardant dans la direction du Sagittaire, nous regardons vers le jaune d’œuf, soit vers le bulbe central de la Galaxie. Cette région est si riche que, malgré la faible puissance de l’œil, on remarque que la Voie lactée est plus large et qu’elle offre des zones parfois plus brillantes (régions densément peuplées) ou sombres (bandes de poussières).

L’observation à l’œil nu se fera debout ou, mieux encore, sur un transat. On pourra judicieusement s’aider d’une carte tournante et d’une lumière rouge, ou plus efficace, d’une appli sur smartphone, pour découvrir les constellations « baignées » par la Voie lactée ou dans sa périphérie. Après avoir passé 15 ou 20 minutes à cette observation visuelle, on pourra prolonger cette balade céleste par la même promenade, mais au travers de jumelles. Pour celui qui fait cette observation pour la première fois, l’expérience peut être déroutante tant les champs, bien connus à l’œil nu, sont autrement plus riches dans des jumelles ! On accède alors à un ciel plus densément peuplé, montrant des étoiles colorées, et parsemé de-ci de-là de nombreuses taches floues, autant d’éléments auparavant inaccessibles à l’œil nu. Dès lors, la même promenade dans la Voie lactée, mais avec une des jumelles est la garantie de belles découvertes. De Cassiopée au Sagittaire, les taches floues sont innombrables : amas d’étoiles ouverts ou globulaires, nébuleuses diffuses, voir même amas ouverts au sein de nébuleuses, les observations seront nombreuses et variées. Si l’on veut connaître et être capable de mettre un nom sur les objets, l’usage d’un atlas papier ou d’une appli smartphone sera nécessaire. En descendant vers le Sagittaire depuis l’Aigle, on découvrira M11 un bel amas ouvert dans l’Écu de Sobieski, M16 dans le Serpent, puis M17, M20, M8 dans le Sagittaire, ces quatre derniers objets étant des nébuleuses diffuses.

Mais on notera aussi parfois de minuscules billes brillantes, comme M22 et M55 dans le Sagittaire ou M80 et M4 dans la constellation voisine du Scorpion : il s’agit d’amas globulaires, des amas sphériques très vieux et pouvant contenir des centaines de milliers d’étoiles.

Autres phénomènes notables à observer dans le ciel d’été

La ceinture de Vénus

Choisissez une belle journée d’été avec un ciel clair, pour une fois ne regardez pas vers l’ouest le coucher de Soleil sur une mer d’huile, mais tournez-vous plutôt vers l’est, là où personne ne pense à regarder. Certes, vous passerez pour un original, mais assumez votre différence. Alors que le Soleil plonge doucement sous l’horizon, le crépuscule envahit l’horizon est qui devient délavé, bordé par une large bande de couleurs mêlées aux teintes roses et bleues.

Le phénomène est subtil, mais pas anodin. En face de vous, sous vos yeux ébahis, s’étend la fameuse « ceinture de Vénus », qui n’a cependant rien à voir avec la planète éponyme, mais tout à voir avec la ceinture de la déesse grecque Aphrodite, ou sa contrepartie romaine, Vénus.

Cette ceinture rose résulte de la rétrodiffusion des rayons rougeoyants du Soleil – les seuls encore capables de traverser l’épaisse atmosphère en quasi-ligne droite, sans être diffusés dans toutes les directions – sur les couches denses de l’atmosphère terrestre qui font face au Soleil. La bande rose ainsi créée apparaît comme accrochée à l’ombre de la Terre, également visible juste au-dessus de l’horizon. Le phénomène se produit en général 30 à 35 minutes après le coucher du Soleil quand celui-ci se trouve alors 4° à 5° sous l’horizon.

La pluie d’étoiles filantes des Perséides au mois d’août

L’été est la période idéale pour l’observation du ciel à l’œil nu. Les météores seront particulièrement présents comme tous les ans.

Les Perséides visibles en août sont la plus importante des pluies de l’année, avec au plus 100 météores par heure visibles à l’œil nu. Le corps parent est la comète 109P/Swift-Tuttle, dont le dernier passage date de 1992 et dont la période est d’environ 120 ans. Le maximum aura lieu le 13 août à 1 h TU.

Ces deux positions correspondent aux extrémités du grand axe de l’ellipse (l’axe des absides). En raison de la loi des aires, la vitesse angulaire héliocentrique de la Terre est la plus lente à l’aphélie et la plus rapide au périhélie.

En réalité, le problème est plus complexe. Le barycentre Terre-Lune tourne autour du centre de gravité du Système solaire et la Terre tourne autour du centre de gravité du système Terre-Lune. On doit donc calculer la position du barycentre Terre-Lune dans un repère centré sur le Soleil, puis calculer la position de la Lune par rapport à la Terre et en déduire la position de la Terre par rapport au barycentre Terre-Lune. Cela permet d’avoir les coordonnées du centre de la Terre par rapport au centre du Soleil et la distance géométrique entre le centre du Soleil et le centre de la Terre. De plus l’orbite du barycentre Terre-Lune n’est pas képlérienne, mais subit les perturbations des autres planètes du Système solaire. Cela se traduit par des variations des paramètres de l’ellipse osculatrice, notamment son excentricité et son demi-grand axe, et cela crée une avance de son périhélie (et de son aphélie). Le demi-grand axe tourne de 11,61″ dans le sens direct (un tour en environ 111 600 ans). La période moyenne de révolution du barycentre Terre-Lune dans un repère tournant avec le demi-grand axe porte le nom de révolution anomalistique moyenne. C’est le temps moyen que met le barycentre Terre-Lune pour revenir à une même position dans un repère tournant avec le demi-grand axe. Cette période moyenne est de 365,259 641 34 jours, soit 365 jours 6 h 13 min 53,01 s. Comme l’excentricité et le demi-grand axe ne sont pas constants, les distances Terre-Soleil au périhélie et à l’aphélie vont varier au cours du temps. De même, le temps qui sépare deux passages consécutifs à l’aphélie (la révolution anomalistique vraie) ne sera pas constant, mais varie autour de la période de révolution anomalistique moyenne. Enfin notre calendrier, le calendrier grégorien, est construit de manière à suivre les saisons (la révolution tropique), c’est-à-dire le mouvement rétrograde de la ligne des équinoxes. Le mouvement du demi-grand axe se faisant dans le sens direct, cela se traduit par des dates des passages à l’aphélie (et au périhélie) qui avancent dans notre calendrier au cours du temps.

Si l’on prend comme échelle de temps le Temps universel coordonné (UTC), le passage à l’aphélie de la Terre en 2022 tombe le 4 juillet à 7 h 10 min 44 s UTC ( 9 h 10 min 44 s en Temps légal français) et sa distance au Soleil est de 152 098 455,102 km, le diamètre apparent du Soleil est alors de 31,4618′.

Le tableau ci-dessous donne les dates des passages à l’aphélie pour les années 2015 à 2025 ainsi que les distances de la Terre au Soleil.

Date (UTC)	Distance au Soleil	Écart de distance avec le passage précédent	Révolution anomalistique vraie
06/07/2015 à 19 h 40 min 22 s	152 093 480,551 km	74 km	367,810 37 j
04/07/2016 à 16 h 24 min 12 s	152 103 775,487 km	10 295 km	363,863 77 j
03/07/2017 à 20 h 11 min 21 s	152 092 504,048 km	− 11 271 km	364,157 74 j
06/07/2015 à 19 h 40 min 22 s	152 093 480,551 km	74 km	367,810 37 j
06/07/2018 à 16 h 46 min 45 s	152 095 565,623 km	3 062 km	367,857 92 j
04/07/2019 à 22 h 10 min 47 s	152 104 285,097 km	8 719 km	363,225 02 j
04/07/2020 à 11 h 34 min 44 s	152 095 295,258 km	− 8 990 km	365,558 30 j
05/07/2021 à 22 h 27 min 25 s	152 100 527,044 km	5 232 km	366,453 25 j
04/07/2022 à 07 h 10 min 44 s	152 098 455,102 km	-2 072 km	363,363 41 j
06/07/2023 à 20 h 06 min 33 s	152 093 250,543 km	− 5 205 km	367,538 76 j
05/07/2024 à 05 h 05 min 58 s	152 099 968,251 km	6 718 km	364,374 59 j
03/07/2025 à 19 h 54 min 37 s	152 087 737,601 km	− 12 231 km	363,617 12 j

On remarque que la date du passage à l’aphélie évolue sur cette période entre le 3 et le 6 juillet. Les différences de distances entre deux passages consécutifs s’expliquent en partie par le mouvement de la Terre autour du barycentre Terre-Lune, par la phase de la Lune et par la position de la Lune par rapport à son apogée et son périgée. Les autres écarts sont dus à la position du centre du Soleil par rapport au centre de gravité du Système solaire et aux perturbations planétaires sur l’orbite du barycentre Terre-Lune.

Cet événement était facile à voir avec n’importe quelle taille de télescope dans certaines parties d’Afrique. Ayant observé le phénomène à différents lieux, les astronomes espèrent désormais affiner leur compréhension de l’orbite d’Europe en vue de la mission JUpiter ICy moons Explorer (Juice) de l’ESA, programmée pour arriver au sein du système jovien fin 2031.

Quand un objet céleste bloque la lumière d’un objet plus lointain, on parle d’occultation. La prédiction pour cette occultation particulière a été faite en utilisant les données de la mission Gaia de l’ESA. Opérationnelle depuis fin 2013, Gaia est une mission de cartographie des étoiles qui enregistre les positions précises de plus d’un milliard d’étoiles dans notre galaxie, la Voie lactée. Le 13 juin 2022, la troisième publication complète des données Gaia (DR3) a d’ailleurs été rendue publique. DR3 contient ainsi près de 2 milliards d’objets célestes.

L’utilisation des données des versions antérieures de Gaia a déjà permis d’améliorer les prédictions de plusieurs occultations. Par exemple, en 2017, les données de Gaia avaient été utilisées pour prédire une occultation d’Europe qui devait avoir lieu le 31 mars. À l’époque, les seules lunes joviennes qui avaient été observées de cette façon étaient Io et Ganymède. Ainsi, grâce à la prédiction faite avec les données Gaia, les astronomes avaient pu observer pour la première fois une occultation stellaire par Europe depuis la Terre. Les données de Gaia ont depuis été utilisées pour prédire d’autres occultations impliquant les quatre plus grandes lunes de Jupiter (connues initialement comme les lunes galiléennes, parce qu’elles ont été découvertes par Galilée, elles s’appellent aujourd’hui Io, Europe, Ganymède et Callisto.).

Ce qui rend l’occultation du 19 juin dernier spéciale, c’est qu’Europe était dans l’ombre de Jupiter au même moment. Il était donc impossible de voir Europe directement. En effet, puisque Jupiter bloquait la lumière du Soleil pendant l’occultation, les observateurs ne pouvaient réaliser la présence d’Europe que par la disparition temporaire de l’étoile. L’occultation a eu lieu à 3 h 05 min 57 s UTC, et n’était visible que sur une portion assez étroite de la surface de la Terre. L’axe d’observabilité traversait plusieurs pays africains : la Namibie, le Botswana et le Zimbabwe. Plus à l’est, l’occultation n’était pas visible suite au lever du Soleil.

L’étoile occultée était en dessous des limites de visibilité à l’œil nu. Toutefois, avec une luminosité apparente de magnitude 9, elle était facilement visible avec n’importe quelle taille de télescope. Pour la trouver dans le ciel, les astronomes devaient regarder aux coordonnées RA : 00:23:46.52, Dec : + 01:13:18.92.

Les observations du phénomène peuvent encore être envoyées à cette adresse : europaocc2022.imcce@obspm.fr

L’amélioration de la position orbitale d’Europe et des autres lunes de Jupiter doit rendre la mission Juice de l’ESA plus productive. Cela aidera les opérateurs de sondes spatiales à naviguer entre ces mondes glacés avec plus de précision, et permettra aux scientifiques de tirer plus d’informations des données de la mission.

Contacts chercheurs

• Valery Lainey (IMCCE/Observatoire de Paris – PSL),
  Valery.Lainey@observatoiredeparis.psl.eu
• Josselin Desmars (IPSA/IMCCE),
  Josselin.Desmars@observatoiredeparis.psl.eu

La pluie de météores des tau-Herculides est causée par la comète 73P/Schwassmann-Wachmann 3. Cette dernière s’est brisée en 1995. En 2006, plusieurs dizaines de fragments cométaires ont été observés par le HST et Spitzer. Ce dernier a notamment directement imagé le courant de météoroïdes (grains cométaires responsables des météores associés) généré par la comète pendant ses nombreux passages au périhélie.

Des études récentes effectuées en partie par l’IMCCE ont montré que, suivant leurs conditions d’éjection, la Terre était susceptible d’entrer dans le courant de météoroïdes généré par la comète au moment de son sursaut d’activité en 1995. Un tel événement est exceptionnel, car il permet d’échantillonner à distance des météoroïdes issus du cœur de la comète, et libérés lorsque celle-ci s’est brisée en plusieurs fragments.

Pour l’occasion, une campagne aéroportée a été organisée par l’University of South Queensland (Australie). L’IMCCE (France), ainsi que l’IRS (Allemagne) et l’University of Bratislava ont participé à cette campagne, prise en charge en grande partie par Rocket Technologies International. L’avion employé était un Embraer Phenom 300 et a opéré depuis Dallas (Texas, États-Unis). L’IMCCE, avec l’aide du GEPI, a déployé des caméras stabilisées et non stabilisées, issues du projet Mobile Observation of Meteors (MoMet).

Les tau-Herculides ont été particulièrement actives aux instants correspondant aux prévisions ! Depuis l’altitude de 12 000 m, le nombre de météores détectés est beaucoup plus grand que l’équivalent au sol. Les données acquises par l’IMCCE sont en cours d’exploitation, en collaboration avec le LIP6 qui développe des algorithmes de détection automatique de météores depuis une plateforme mobile.

Tandis que le vaisseau de la Nasa navigue vers l’orbite de Jupiter où il survolera de nombreux astéroïdes troyens en 2027, les astronomes de France métropolitaine se préparent aux passages de trois d’entre eux sur l’Hexagone.

D’août à décembre 2022, Eurybate, Oros et Polymèle (2 fois) vont chacun éteindre une étoile pendant quelques secondes. En chronométrant les instants de disparition et de réapparition de l’astre, qui ne sont pas les mêmes selon le site de chaque observateur, on peut collectivement en déduire la taille et la forme de chaque astéroïde. L’IMCCE invite les détenteurs de télescopes à s’inscrire via deux formulaires : 1^er formulaire et 2^e formulaire.

L’occultation du 23 octobre 2022 est la plus facile à mesurer : elle est idéale pour une première expérience. À cette occasion, l’IMCCE s’est associée à l’Association française d’astronomie (AFA) qui souhaite réunir le plus grand nombre d’astronomes, et même de photographes, pour participer à cette expérience scientifique géante. Le coup d’envoi pour s’y préparer sera donné ce soir vendredi 1^er juillet à 19 h 00 lors d’une première rencontre virtuelle entre participants, coanimée par Josselin Desmars, enseignant-chercheur à l’IMCCE.

Les inscriptions sont possibles sur le site de l’AFA dans la rubrique Observer, Sciences participatives.

Calendrier de la campagne « Lucy – France 2022 »

• 26 août 2022 : occultation de Polymèle
• 23 octobre 2022 : occultation d’Eurybate
• 16 décembre 2022 : occultation d’Oros
• 27 décembre 2022 : occultation de Polymèle

L’événement, attendu pour le 27 mai, n’était pas visible depuis la France métropolitaine. Cependant, depuis l’île de La Réunion, il se présentait sous les meilleurs auspices. À cette époque de l’année, peu avant le lever du Soleil, l’écliptique se dresse sur l’horizon de sorte que Vénus puisse étinceler de tout son éclat dans un ciel noir, non encore baigné des premières lueurs du crépuscule. Quant à la Lune, elle se présente sous la forme d’un étroit croissant encore visible à l’œil nu, qui disparaîtra progressivement pour s’éteindre dans les jours suivants qui la mèneront vers sa phase de nouvelle lune le 30 mai.

Les conditions sont donc idéales pour observer le passage de la Lune devant la planète Vénus, la dissimulant à la vue pendant près de 40 minutes (entre 4 h 52 min et 5 h 37 min en temps local). Le contraste visuel est saisissant entre les deux corps, Vénus étincelle comme un diamant, alors que la Lune ne montre qu’un mince limbe de lumière solaire. Il rend le phénomène d’autant plus spectaculaire à suivre par l’extinction progressive de l’éclat vénusien. En raison de sa taille apparente (à peine 7 secondes de degré à comparer avec les 908 secondes de degré de la Lune), la disparition n’est pas instantanée, mais dure un peu moins d’une minute. Le début se produit du côté du limbe lunaire, très haut au-dessus de l’équateur lunaire. La fin voit l’émergence de Vénus depuis la partie sombre de la Lune encore plongée durablement dans la nuit.

Le phénomène a été observé par les astronomes de l’île dont nous publions ici les images, en particulier la séquence complète de l’occultation. On notera également la lumière cendrée de la Lune qui résulte de la rediffusion par la surface lunaire de la lumière du jour en provenance de la Terre.

Il faudra maintenant attendre le 21 août 2050 pour revoir Vénus cachée par la Lune dans le ciel réunionnais dans des conditions aussi favorables. Quant à la métropole, nous devrons nous contenter de celle du 10 janvier 2032, nettement moins avantageuse, car elle surviendra dans le crépuscule.