SPHERE CELESTE 

Tous les objets célestes sont, à notre échelle, situés si loin qu'ils nous semblent répartis sur une immense voûte limitée par l'horizon circulaire ; d'où l'idée de sphère. En un lieu O, où se trouve l'observateur, on imagine une sphère de centre O et de rayon arbitraire ; la demi-droite qui va de O à un astre A (ou le rayon lumineux qui va de A à O) perce la sphère en un point a, dit image de A ou point directeur de A (figure suivante). 

 

 

La connaissance de a détermine la direction de A à partir de O. L'ensemble des images des étoiles sur cette sphère dessine sur cette dernière les constellations. Cette sphère est appelée : sphère céleste. En un lieu donné O la direction facilement accessible à l'observation est celle de la pesanteur qui donne la direction de la verticale en ce lieu. Cette verticale coupe la sphère céleste au zénith Z au-dessus de l'observateur et au nadir Z' en-dessous. Le plan mené en O perpendiculaire à la verticale est le plan horizontal qui coupe la sphère céleste suivant un grand cercle qui est l'horizon céleste ou horizon astronomique. Un petit cercle de la sphère céleste dont le plan est parallèle au plan de l'horizon astronomique est dit cercle de hauteur ou almicantarat. L'axe de rotation autour duquel s'effectue la rotation de la sphère céleste est l'axe du monde ou ligne des pôles (figure suivante) ; il perce la sphère céleste en deux points : le pôle céleste nord (celui qui est visible pour nous) et le pôle céleste sud.

 

 

Le plan perpendiculaire à l'axe du monde coupe la sphère céleste suivant un grand cercle : l'équateur céleste qui divise la sphère en deux parties, l'hémisphère nord qui contient le pôle céleste nord et l'hémisphère sud avec le pôle céleste sud. Tout petit cercle de la sphère céleste dont le plan est parallèle à celui de l'équateur est un parallèle céleste. Le plan qui contient la verticale du lieu O et l'axe du monde est le méridien céleste ou astronomique de ce lieu (plan de la feuille pour la figure). Le plan méridien céleste coupe l'horizon astronomique suivant une droite NS, dite ligne méridienne ; le point N qui est du même côté du zénith que le pôle nord donne la direction du nord ; le point S la direction du sud ; la perpendiculaire à NS tracée dans l'horizon détermine l'est à droite pour l'observateur qui regarde le nord et l'ouest à gauche. La sphère sur laquelle sont portés les éléments définis plus haut et relatifs à un lieu d'observation donné est dite sphère céleste locale.


Mouvement diurne 

La rotation journalière de la Terre autour de son axe, qui amène la succession des jours et des nuits, provoque aussi le mouvement apparent de tous les astres autour de ce même axe. Ce mouvement, qui intéresse le ciel entier d'un seul bloc est le mouvement diurne (du mot latin dies = jour, puisqu'il s'effectue en un jour). Sur la sphère céleste locale les astres paraissent décrire, d'un mouvement uniforme et dans le sens rétrograde (Est vers Ouest), des petits cercles parallèles à l'équateur ; l'axe de rotation est la ligne des pôles PP', le pôle nord étant actuellement très voisin (moins de 1°) de l'étoile dite polaire. La rotation diurne se fait en 23 h 56 mm 4 s, qui est le jour stellaire. Or, pour nous, la durée du jour réglée par le Soleil est de 24 h; cette différence s'explique par le fait que le Soleil se déplace parmi les constellations ; au cours de l'année, l'aspect du ciel étoilé change pour une observation à une heure déterminée. Le mouvement diurne se faisant d'une seule pièce, les constellations peuvent alors être considérées comme fixées sur une sphère qui tourne aussi autour de la ligne des pôles en glissant sur la sphère céleste locale : c'est la sphère des fixes. Un astre n'est visible que s'il est au-dessus de l'horizon du lieu d'observation O ; par suite du mouvement diurne la position des étoiles change par rapport à cet horizon fixe ; on a alors différentes catégories d'étoiles relativement à un lieu donné O (figure suivante) :