Visibilité des planètes

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

Mercure est visible le soir jusqu'au 6 février, date de sa dernière visibilité du soir à Paris. Après cette date, elle sera trop proche de l'horizon pour être visible. Elle sera dans la constellation du Verseau jusqu'au 14, date à laquelle elle entrera dans la constellation du Capricorne. Elle sera de nouveau dans la constellation du Verseau à partir du 22 février.

Vénus est visible tout le mois le matin à l'est avant le lever du Soleil. Tout le mois, elle se trouve dans la constellation du Sagittaire.

Mars est visible tout le mois une grande partie de la nuit et à l'aube dans la constellation de la Vierge.

Jupiter est visible le soir, une grande partie de la nuit et avant l'aube dans la constellation des Gémeaux. Au cours du mois, elle se couche de plus en plus tôt en fin de nuit.

Saturne est visible en seconde partie de la nuit et à l'aube dans la constellation de la Balance. Au cours du mois, elle se lèvera de plus en plus tôt.

Aspect des planètes au 16 février 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 février 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 février 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 Cocher (Aur), le Bouvier (Boo), la Girafe (Cam), Cassiopée (Cas), Céphée (Cep), la Baleine (Cet), le Grand Chien (CMa), le Petit Chien (CMi), le Cancer (Cnc), la Chevelure de Bérénice (Com), la Couronne Boréale (CrB), le Cratère (Crt), les Chiens de Chasse (CVn), le Cygne (Cyg), le Dragon (Dra), Eridan (Eri), les Gémeaux (Gem), Hercule (Her), l'Hydre femelle (Hya), le Lézard (Lac), le Lion (Leo), le Lièvre (Lep), le Petit Lion (LMi), le Lynx (Lyn), la Licorne (Mon), Orion (Ori), Persée (Per), la Poupe (Pup),la Boussole (Pyx), la Grande Ourse (UMa), la Petite Ourse (UMi), le Sextant (Sex), le Taureau (Tau), le Triangle (Tri), la Vierge (Vir).

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 février 2014.

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

Nouvelles astronomiques

Epitomes Astronomiae Copernicanae, Kepler, 1618. Livre 4, p.478-479. Kepler expose son axiome qui le mène à adopter une distance centre à centre entre le Soleil et la Terre de 3469 rayons terrestres (crédit : Bibliothèque de l'observatoire de Paris).

À l'ouverture du XVIIe siècle, les idées anciennes sur la valeur de la parallaxe solaire vont se trouver complètement bouleversées par le travail d'un homme atypique, Johannes Kepler (1571-1630). La vieille parallaxe avait alors traversé paisiblement les siècles depuis les temps antiques où Ptolémée, au IIe siècle ap. J.-C., l'avait arrêtée à une valeur de 3' de degré (voir LI #98). En l'espace de 20 ans, entre 1606 et 1627, Kepler va remettre de l'huile dans des engrenages bien rouillés ; ce n'est pas encore de la mécanique céleste – expression introduite par le mathématicien Pierre Simon de Laplace à la fin du XVIIIe siècle - mais cela s'en approche.

Lors de la parution de son De Stella Nova en 1606, Kepler tire de l'analyse d'éclipses lunaires que la distance de la terre au Soleil doit être comprise entre 700 et 2000 rayons terrestres. Il adopte une valeur de 1432 rayons terrestres, ce qui revient à admettre une parallaxe solaire de 2'24ʺ. Par conséquent, l'observation l'oblige à réduire la parallaxe aux 2/3 de son ancienne valeur. Il ne peut s'arrêter en si bon chemin mais va cependant porter tous ses espoirs de mesure de la parallaxe sur la plus vieille méthode qui soit, celle de la dichotomie lunaire suggérée par Aristarque de Samos au IIIe siècle av. J.-C. Kepler pense alors tirer avantageusement parti d'un nouvel instrument, qu'il aura l'occasion de manipuler pour la première fois à l'été 1610 : la lunette de Galilée. La méthode consiste à mesurer l'écart en temps entre la dichotomie parfaite et la quadrature, ce qui revient à mesurer l'angle entre le Soleil et la Lune lorsque celle-ci est dichotome, c'est-à-dire à moitié éclairée par le Soleil. Cependant, dans ce cas précis, la lunette n'apporte rien de plus que l'œil humain. L'angle à mesurer est si minuscule qu'aucune méthode directe ne peut y parvenir avec une précision suffisante. Finalement, de guerre lasse, Kepler se résout à adopter une valeur de 2', ce qui signifie que l'écart de la dichotomie à la quadrature est d'environ 4 heures.

Mais Kepler, avant d'être un observateur – peu talentueux d'ailleurs, il était fortement myope et souffrait même de polyopie – est surtout un mathématicien qui a une conception propre et novatrice de l'Univers qu'il a déjà exposée dans son Mysterium Cosmographicum, publié en 1595, et qu'il portera à son faîte en 1619 dans son Harmonices Mundi. Le système du Monde de Kepler est porté et guidé par un principe universel et mystique d'harmonie céleste. Il donne ainsi une explication harmonieuse au nombre de planètes par le moyen des cinq solides réguliers. Le désordre n'est pas de son monde ; il doit y avoir un sens autant qu'une cause. La valeur de 1800 rayons terrestres qu'il adopte pour la distance au Soleil, soit une parallaxe de 2', relève de cette exigence d'harmonie. En effet, ce nombre rond de 1800 le satisfait parce qu'il est équivalent à 30 fois la distance de la Lune à la Terre qui est d'environ 60 rayons terrestres, et donc la proportion des intervalles entre le Soleil et la Terre et entre la Lune et la Terre est la même que celle entre la rotation de la Lune et celle de la Terre.

Lire la suite ...

Vue d'artiste de la planète Cérès et des jets de vapeur d'eau (crédit : Yohann Gominet, IMCCE)

L'astéroïde (1) Cérès, maintenant classé planète naine depuis 2006 tout comme Pluton, fut le premier astéroïde découvert en 1801 par Piazzi. Il concentre à lui seul environ 1/5 de toute la matière comprise entre Mars et Jupiter, au sein de la ceinture d'astéroïdes.

Malgré ce rôle prédominant parmi les astéroïdes, sa composition reste très mal connue. Les caractéristiques spectrales de Cérès laissent néanmoins penser qu'il doit être composé de minéraux semblables à ceux des météorites chondrites carbonées qui sont parmi les plus primitives connues.

Depuis la fin des années 1970, la question de la présence de glace sur ou dans Cérès est fortement débattue. D'un côté les partisans de présence de calottes polaires ou de glace en sous-sol s'appuient sur une signature spectrale dans le proche infrarouge potentiellement indicative de glace, ainsi que sur une détection marginale du produit de photodissociation de l'eau autour de Cérès en 1992. Diverses structures internes sont envisagées, et la présence de larges poches de glace ou même d'un océan interne est jugée possible.

Les détracteurs soulignent quant à eux le lien possible entre la dite signature spectrale et certains minéraux rendant très incertaine la présence de glace, surtout qu'à la distance du Soleil où orbite Cérès la glace d'eau n'est pas stable et se sublime très rapidement. D'autre part, la détection de 1992 n'avait jamais pu être confirmée, semant le doute sur sa véracité, malgré divers essais incluant le Very Large Télescope (VLT) de l'observatoire européen austral (ESO), un des plus gros télescopes sur Terre.

Cette question a pourtant de fortes implications sur notre conception générale de l'origine de l'eau dans le système solaire, et sur la Terre en particulier. La vue traditionnelle sépare en effet le système solaire primitif en une partie "sèche" et une partie riche en glaces, la limite se situant environ à l'orbite de Jupiter. La présence d'eau sur Cérès serait alors en accord avec les derniers modèles d'évolution du système solaire, qui montrent que la migration des planètes aurait engendré un brassage entre astéroïdes et comètes, laissant la ceinture principale actuelle composée d'une multitude de corps divers. Les astéroïdes riches en eau sont une des sources probables de l'eau des océans terrestres.

Ainsi, une équipe d'astronomes de l'agence spatiale européenne (ESA) et de l'observatoire de Paris (laboratoires LESIA et IMCCE) ont utilisé le télescope spatial européen Herschel pour étudier la présence d'eau sur Cérès. Après une observation négative en 2011, ils ont clairement détecté la présence d'eau sous forme gazeuse autour de Cérès à plusieurs reprises en 2012 et 2013, mettant fin à la controverse. L'activité de Cérès semble liée à la variation de sa distance au Soleil au long de son orbite, à l'instar des comètes.

Cérès réservait toutefois une autre surprise. La première analyse des données prises par le télescope Herschel montrait des résultats incohérents. Aidés par la connaissance de la surface de Cérès, cartographiée quelques années auparavant par le télescope spatial Hubble, le W. M. Keck à Hawaï, et le VLT, les astronomes ont pu déterminer que l'eau était éjectée par deux sources bien localisées à la surface de Cérès, à la manière de deux geysers géants. En utilisant un modèle de jets cométaires développé à l'observatoire de Paris, ils ont même pu montrer qu'une partie de l'eau retombe sur Cérès.

Si l'émission de vapeur d'eau de Cérès s'explique facilement par un comportement cométaire, la question de l'origine de cette eau reste ouverte: Cérès possède-t-il un océan souterrain? Ou bien ces deux régions correspondent-elles à deux poches isolées? Dans un tel cas, quelle est leur origine ? La sonde Dawn de la NASA, lancée en 2007, est actuellement en route pour Cérès qu'elle atteindra en mars 2015. Les images et spectres à haute résolution de la surface de Cérès nous permettront de mieux comprendre l'origine de ces geysers.

Les deux cartographies de la ceinture d'astéroïde entre Mars et Jupiter faites à trente ans d'intervalle (1982 et 2014). La présence de petits astéroïdes « primitifs » - notamment de type C et D - vers l'intérieur de la ceinture d'astéroïdes, près de l'orbite de Mars, s'impose désormais comme une évidence. Les modèles de formation et d'évolution du système solaire devront maintenant intégrer ces nouvelles caractéristiques.

Les astéroïdes, ces petits fragments de roche et de poussière entre Mars et Jupiter (appelée la ceinture principale), sont une des principales sources d'information sur les premières étapes de notre système solaire à disposition des planétologues. En effet, dû à leur petite taille, ils ont tellement peu évolué qu'ils représentent ce qu'ont dû être la Terre et les autres planètes avant de se différencier, avec un cœur, un manteau et une croûte.

Dans les années 1980, la structure du système solaire était supposée statique, les corps se trouvant là où ils s'étaient formés. Les premières études de la répartition de la composition des astéroïdes montrèrent effectivement une transition, avec des corps évolués, chauds, proches du Soleil, et des corps plus primitifs, froids, plus loin.

Des exceptions ont toutefois été découvertes durant la dernière décennie. En particulier, des astéroïdes s'étant a priori formés dans un environnement chaud furent trouvés de plus en plus loin, et vice versa. En parallèle, la découverte des « Jupiters chauds », des exoplanètes similaires à Jupiter en taille mais orbitant autour de leur étoile plus près que ne le fait Mercure, questionna l'idée de systèmes planétaires statiques.

Cet instantané du système solaire vient d'être remis en question par deux chercheurs, Francesca DeMeo (MIT, États-Unis) et Benoît Carry (IMCCE, Observatoire de Paris). Ils viennent de publier une cartographie complète de la composition des astéroïdes de la ceinture principale, en étudiant 100 000 astéroïdes de taille supérieure à 5 km. Pour cela, ils ont analysé les données du Sloan Digital Sky Survey, qui utilise un télescope au Nouveau-Mexique pour prendre des images de galaxies. Parmi les millions d'images disponibles, plus de 100 000 contiennent par hasard des astéroïdes de notre système solaire.

Ces images, prises à diverses longueurs d'onde, ont été utilisées pour déterminer la composition de ces astéroïdes. Leur classement en fonction de leur taille et de leur emplacement dans le système solaire a ensuite été établi. La carte ainsi construite montre que pour les gros astéroïdes la vue traditionnelle reste valide: plus les astéroïdes sont éloignés du Soleil et plus ils semblent primitifs. Mais ceci n'est plus valide à petites tailles. Les quelques exceptions des années 2000 sont maintenant la règle, et des astéroïdes similaires aux objets froids se trouvant au-delà de Jupiter peuvent être trouvés proches de Mars.

Cette nouvelle architecture de la ceinture principale confirme les derniers modèles de l'histoire de notre système solaire, tout en soulevant de nouvelles questions. Depuis 2005 et la publication du modèle de Nice, les chercheurs ont fait volte-face, et pensent que tout dans le système solaire a énormément bougé, même les planètes, et que les astéroïdes se sont formés à diverses distances du Soleil avant d'être piégés dans la ceinture principale, qui ressemble alors à un pot-pourri du jeune système solaire. Une des conséquence de ces modèles est une mixité accrue des compositions d'astéroïdes dans la ceinture principale. Si la nouvelle cartographie montre bien ce mélange, les détails ne collent pas tous avec ces modèles, en particulier la présence des corps "froids" près de Mars

Décortiquer ce sac de nœuds est la clef pour comprendre l'évolution du système solaire au début de son histoire. Les détails présents dans la carte récemment publiée et inconnus jusqu'alors pourront être utilisés par les théoriciens et les guider dans la reconstruction de notre passé.

Le Sloan Digital Sky Survey

Courbes de Lissajous pour Gaia autour du point L2. Source: E.M. Alessi.

Avec un lancement depuis Kourou le 19 décembre 2013, Gaia est en ce début février désormais placé sur sa trajectoire opérationnelle autour du point de Lagrange L2. Il aura fallu pour cela planifier et réaliser quelques manoeuvres orbitales délicates, pour arriver au bon endroit et la bonne vitesse au voisinage de ce point d'équilibre entre la gravité du Soleil et la gravité de la Terre. Gaia se trouve maintenant à près de 1,5 million de kilomètres, à un point qui lui permet de rester dans la même configuration par rapport à la Terre, ce qui entre autres avantages facilite considérablement la communication avec la Terre et le rapatriement des données d'observation.

Les lois de la mécanique céleste montrent que le mouvement autour des points de Lagrange est très fréquemment modélisable avec une bonne approximation par des courbes de Lissajous. Ces courbes sont bien connues des étudiants en mathématiques du premier cycle universitaire, car elles sont l'un des quelques exemples classiques donnés lors de l'étude des courbes polaires. Si l'on décrit une telle courbe par ses coordonnées cartésiennes x et y au cours du temps, on peut montrer que la trajectoire se met sous la forme : x(t)= a*cos(ut) et y(t) = b*sin (vt), où a, b, u, v sont des paramètres dont la valeur dépend des conditions initiales. Une preuve, encore une, que les mathématiques ont des applications très concrètes, au delà de la rigueur à laquelle doit se plier quiconque en fait usage.

Chaque boucle est parcourue en 6 mois. La taille finale des Lissajous sera de 263 000 x 707 000 x 370 000 km. Ces grandes boucles vont permettre à Gaia d'éviter toute éclipse de Soleil par la Terre, ce qui : (i) assure en permanence une alimentation électrique suffisante par les panneaux solaires; (ii) évite de trop grandes variations de température néfastes à l'ensemble de l'instrumentation.

Gaia est à bon port !

Photo prise le 7 février 2008

Comme chaque année, début février, il est possible d'observer le lever du Soleil juste sous l'arche de l'Arc de Triomphe. Cette observation se fait depuis l'avenue de la Grande Armée. Le seul lieu propice à cette observation est le terre-plein situé au centre du square de la porte Maillot. Depuis ce lieu, le diamètre apparent du Soleil est lègerement plus petit que le diamètre apparent de l'arche de l'Arc de Triomphe, mais si l'on s'éloigne plus de l'Arc de Triomphe, la ligne de visée dans la direction de l'arche recontre des jeux de signalisations disgracieux.

La table suivante indique les dates et instants de prises de vue du Soleil dans l'axe de l'arche de l'Arc de Triomphe depuis le square de la Porte Maillot. Les instants sont en Temps universel, et il conviendra d'ajouter une heure pour obtenir l'heure légale en France métropolitaine.

ATTENTION : même à faible altitude l'observation directe du Soleil peut être dangereuse pour la vue (et pour votre appareil photo). Pour les photos, il y a risque de surexposition, pensez à prendre un filtre si votre appareil photo ne permet pas de faire de très courtes expositions.

Lever coucher du Soleil sous l'arche de l'arc de triomphe en 2014

Le patrimoine sort de sa réserve

Extrait du journal officiel du 31 décembre 1913 relative à l'adoption de la loi sur les monuments historiques.

« Il y a deux choses dans un édifice : son usage et sa beauté. Son usage appartient au propriétaire, sa beauté à tout le monde » déclare Victor Hugo dans Guerre aux démolisseurs (1832) ! Et le poète d'appeler de ses vœux - sans y croire - «une loi pour les plus grands produits de l'intelligence humaine, une loi pour l'œuvre collective de nos pères, une loi pour l'histoire, une loi pour l'irréparable qu'on détruit, une loi pour ce qu'une nation a de plus sacré après l'avenir, une loi pour le passé ... »

Si la notion de « monuments historiques » est née au XIXe siècle et qu'une première liste est éditée en 1840 du vivant de Victor Hugo, il faut attendre le 31 décembre 1913 pour que soit adoptée la loi sur les monuments historiques, une des plus anciennes au monde dans le domaine de la protection du patrimoine et un modèle pour de nombreux pays.

Désormais centenaire, toujours en vigueur, et presque inchangée malgré quelques modifications en 2000, la loi de 1913 concerne les « immeubles dont la conservation présente, au point de vue de l'histoire ou de l'art, un intérêt public », lesquels peuvent être classés en tout ou partie par le ministère de l'Instruction publique et des Beaux-arts, aujourd'hui le ministère chargé des affaires culturelles. Le classement protège les monuments publics ou privés ainsi qu'un périmètre de 500 mètres autour d'eux.

La liste générale des monuments classés, publiée en 1900 par la direction des Beaux-arts, comprend plus de 200 noms, églises, abbayes, palais et hôtels, fontaines, monuments antiques ou mégalithiques, cimetières mais pas l'Observatoire de Paris. Ce dernier, protégé par l'arrêté du 12 juin 1926, sera toutefois le deuxième (le premier étant la barrière d'Enfer en 1907) bâtiment classé dans le 14e arrondissement qui en compte aujourd'hui plus de 50.

Le décret de 1926 classait « l'Observatoire de Paris et ses jardins », mais laissait dans le flou la protection des instruments du site. La plupart des instruments du XIXe siècle seront du reste détruits, ou déplacés comme le télescope de 1,20 m qui se trouve maintenant à l'Observatoire de Haute-Provence, ou démontés comme l'équatorial coudé déplacé en 1980 à La Villette pour un projet qui ne verra jamais le jour.

Après une longue campagne documentaire, un arrêté modificatif a révisé en 2009 le classement de l'Observatoire en protégeant expressément certains édicules du site : le bâtiment du grand équatorial coudé, y compris son abri mobile, le laboratoire de photographie (salle Baillaud), les pavillons de la carte du Ciel et de la méridienne construit par Prouvé, la mire, enfin l'édicule attribué aux ateliers Prouvé dans lequel se trouve l'instrument méridien dit « du jardin ».

Signalons aussi que quelques objets des collections muséales sont classés au titre de la même loi qui couvre aussi le patrimoine mobilier (globes de Coronelli et de Passement, horloge Fardoil, miroir ardent) ainsi que les lambris qui ornent le bureau du Président.

La loi de 1913 sur les monuments historiques

Séminaires