Pourquoi le ciel nocturne change au fil de l’année

Chaque étoile se lève environ 4 minutes plus tôt chaque nuit, soit 2 heures par mois.

Même heure, autres étoiles

Sors à 21 h en janvier : Orion est haut au sud. Sors à 21 h en juillet : Orion est introuvable ; le Scorpion et le Triangle d’été ont pris sa place. Les étoiles n’ont pas bougé. Ce qui change, c’est la position de la Terre sur son orbite, et donc la direction vers laquelle regarde sa face nocturne. La nuit, nous regardons à l’opposé du Soleil, et, sur une année, cette direction balaie tout le ciel.

La Terre met 365.25 jours à faire le tour du Soleil : elle avance donc d’environ 360° ÷ 365.25 ≈ 0.986°, soit à peu près un degré, sur son orbite chaque jour. Depuis la Terre, le Soleil semble ainsi glisser d’un degré par jour vers l’est par rapport aux étoiles. Pour ramener le Soleil au méridien chaque jour, la Terre doit tourner d’environ 361°, et non de 360°. Ce degré supplémentaire prend environ 4 minutes : c’est la différence entre le jour solaire de 24 heures et le jour sidéral de 23 heures et 56 minutes.

Nos horloges suivent le Soleil : les étoiles prennent donc de l’avance sur elles. Une étoile se lève environ 4 minutes plus tôt chaque nuit : une demi-heure après une semaine, 2 heures après un mois, 6 heures après trois mois. Au bout d’un an, les écarts totalisent 24 heures et l’étoile revient à sa position de départ à la même heure. Essaie dans le modèle : garde l’heure à 21:00 et avance la date d’un mois à la fois. Le ciel se décale d’environ 30°, soit deux heures de rotation.

L’écliptique et le zodiaque

Le trajet annuel du Soleil parmi les étoiles est l’écliptique. Elle est inclinée de 23.44° par rapport à l’équateur céleste, car l’axe terrestre est incliné du même angle, donné dans la fiche de la NASA sur la Terre. Active Écliptique dans le modèle pour voir cette ligne dorée. Les constellations traversées par l’écliptique forment le zodiaque. La liste traditionnelle en compte douze, mais avec les limites de l’UAI, le Soleil en traverse une treizième : Ophiuchus, le Serpentaire. Le bureau de l’éducation de l’UAI répertorie les treize, et EarthSky situe le passage du Soleil devant Ophiuchus entre le 30 novembre et le 18 décembre environ. Les constellations n’ont pas non plus la même taille : le Soleil passe environ un mois et demi devant la Vierge, mais à peine une semaine devant le Scorpion. Les signes astrologiques sont autre chose : douze portions égales de 30° de l’écliptique, sans fondement scientifique.

L’inclinaison de l’écliptique explique aussi les saisons dans le ciel. Au solstice de juin, le Soleil est à 23.44° au nord de l’équateur céleste : à Séoul, sa hauteur à midi vaut donc 90° − 37.57° + 23.44° ≈ 75.9°. Au solstice de décembre, il est à 23.44° au sud et n’atteint qu’environ 29.0° à midi. Un Soleil haut reste levé plus longtemps et chauffe le sol plus directement : c’est l’été. La même géométrie régit la nuit : le Soleil d’hiver est bas, donc les nuits sont longues, et la portion de l’écliptique visible les nuits d’hiver, à travers le Taureau et les Gémeaux, monte haut.

Un calendrier du ciel du soir depuis la Corée

Le tableau a été vérifié avec le modèle pour Séoul, et tu peux le contrôler : règle le 15 avril à 21:00 et le Lion est près du méridien, à presque 70° de hauteur ; passe au 18 octobre et Pégase et le Cygne sont hauts, tandis qu’Orion ne s’est pas encore levé. La précession décale lentement toutes ces dates. Sky and Telescope indique que les dates d’entrée du Soleil dans chaque constellation se décalent d’environ un jour tous les 70 ans.