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Leïla Haddad
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Regarder les
étoiles à l’œil nu
Ce petit guide d’astronomie présente l’originalité de partir de l’observation du ciel à l’œil nu, un des plaisirs que nous offre la nature. Et il répond précisément aux questions que chacun se pose spontanément devant ce spectacle sans cesse renouvelé. Quelle est cette étoile qui paraît briller plus que les autres ? Comment retrouver l’étoile polaire ? D’où viennent les étoiles filantes ?… Observer les planètes, reconnaître les constellations, appeler les étoiles par leur nom est à la portée de tous, avec un peu d’attention et de patience, comme nous le montre l’auteur, Leïla Haddad. Voici un guide simple et clair pour s’y retrouver sans difficulté dans la myriade d’astres qui peuplent l’univers, une initiation à l’astronomie amateur qui mêle plaisir et érudition, sensible à l’émerveillement qui suscite curiosité et désir de savoir.
les
Rustica Éditions une marque de Fleurus éditions
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Explorer les plaisirs offerts par la nature
étoiles à l’œil nu
Petit manuel d’astronomie
Leïla Haddad
Leïla Haddad est journaliste scientifique, auteur de beaux livres sur le ciel et de romans de vulgarisation scientifique.
Regarder Regarder les étoiles à l’œil nu
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Sommaire Avant-propos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Une nuit presque parfaite – Où et comment observer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Trouver le bon observatoire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Le ciel à l’œil nu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Privilégier confort et plaisir . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Petite géographie nocturne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Les reines de la nuit – Étoiles et constellations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Belles de nuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Le ciel côté cour : le nord. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Le ciel côté jardin : le sud . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Indispensable carte du ciel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Les terres du ciel – Les planètes et la Lune . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 Planètes, les arpenteuses du ciel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 Notre amie la Lune . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
Les vagabondes du ciel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 Comètes et étoiles filantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Le ciel de jour – Le Soleil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 L’étoile du jour . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
Au-delà du visible – Jumelles, lunettes et télescopes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 Les yeux artificiels. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
L’herbier du ciel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 Les constellations du nord . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 Le ciel d’hiver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 Le ciel de printemps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 Le ciel d’été . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 Le ciel d’automne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
L’astronomie en quelques mots. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 Pour aller plus loin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
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Une nuit
presque parfaite Où, quand et comment observer Lever la tête vers le ciel et regarder les étoiles… Qui, par une belle nuit d’été, n’a jamais eu ce geste ? La voûte céleste s’offre généreusement à tous les regards qui daignent se tourner vers elle car, pour se lancer dans l’observation du ciel, aucun préalable n’est requis : ni connaissance, ni savoir-faire, ni matériel particuliers. L’œil suffit amplement pour partir à la découverte des étoiles, des planètes, de la Lune, du Soleil. Pour ne pas se perdre entre les différentes provinces célestes, une simple boussole glissée dans sa poche et une petite carte du ciel feront d’excellents guides. Confort et plaisir doivent cependant rester les maîtres mots de toute veillée aux étoiles : un panier pique-nique, des vêtements chauds et… un transat seront les bienvenus. La seule réelle difficulté est de trouver un bon site d’observation : un lieu bien sombre, à l’écart de toute lumière artificielle, et épargné par la pollution.
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Regarder les étoiles à l’œil nu
Trouver
le bon observatoire Il est difficile d’imaginer aujourd’hui ce que devait être la nuit lorsque les villes étaient encore à taille humaine, et que la fée électricité ne s’était pas immiscée jusque dans les replis les plus obscurs de la campagne. Pour retrouver la magnificence des cieux d’alors, revenir aux nuits magiques des origines, il faut choisir avec soin son site d’observation.
Fuir la lumière La lumière artificielle est l’ennemie numéro un des astronomes et, en règle générale, de tous les amoureux du ciel nocturne. Elle occulte la lumière lointaine des astres, noyant dans son flot celle des plus faibles. Les étoiles sont les premières à pâtir de cette clarté électrique, et elles ont pratiquement disparu du ciel des villes. Seule la pleine lune et les planètes les plus brillantes – Mars, Jupiter, Vénus – surnagent audessus de cette marée lumineuse et restent visibles en milieu urbain. Les chasseurs d’étoiles ont aussi tout intérêt à éviter les nuits où la Lune est bien ronde, car sa riche lumière argentée empêche une bonne partie de la discrète population stellaire de s’exprimer. Pour profiter pleinement de la voûte céleste, il est préférable, dans la mesure du possible, de s’éloigner des villes et des autoroutes, pour dénicher un endroit bien sombre. La lueur émise par une grande agglomération comme Paris nécessite de parcourir plus de 50 km avant de commencer à sortir du dôme lumineux qui couvre la
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Rien de tel qu’un réverbère pour gâcher une veillée aux étoiles !
cité. Les astronomes, professionnels et amateurs, sont de plus en plus inquiets de l’expansion galopante de cette véritable pollution lumineuse. Que deviendra notre rapport avec le ciel le jour où nous ne pourrons plus le voir distinctement ?
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Une nuit presque parfaite
Se mettre au vert
À la campagne
Le second grand ennemi de la nuit est la pollution. Les nuages de gaz et de particules en suspension qu’elle génère font écran, masquant les astres derrière un brouillard trouble. Il est conseillé de s’éloigner des zones industrielles et des lieux pollués, pour émigrer vers des endroits où l’air est, sinon limpide, du moins assez pur pour laisser voir scintiller les étoiles. Une météo humide, « brouillardeuse » générant le même type de désagrément, il est recommandé de programmer sa nuit aux étoiles par temps bien sec.
Plus le site choisi est loin des villages, plus il est sombre, et plus belle sera la nuit. Il faut éviter les endroits cernés par des bois ou des constructions qui limitent considérablement la portion de ciel visible et interdisent l’accès à tous les phénomènes célestes qui se passent au ras de l’horizon.
Campagne, mer ou montagne ? Le site idéal est certes difficile à trouver – un plateau désertique en altitude, avec un climat très sec et un air d’une pureté absolue serait parfait ! – mais, dans la pratique, il est possible d’observer la nuit un peu partout.
Il n’y a pas de meilleur observatoire que la montagne, par temps clair avec un horizon dégagé.
En bord de mer
En ville Les brillantes planètes, le grand corps de la Lune et parfois les comètes sont tout à fait accessibles à l’astronome urbain. Les étoiles, en revanche, n’apprécient guère les lumières de la ville et ne se montrent qu’avec parcimonie. Pour profiter du ciel lorsqu’on n’a pas la possibilité de se déplacer, il est conseillé de se protéger le plus possible des lumières en plaçant, par exemple, un paravent sur son balcon, ou en empruntant une terrasse située au dernier étage d’un immeuble. Les banlieusards gagnent à s’installer dans un square ou un parc dont les arbres masquent les lumières des lampadaires et des voitures. Outre les planètes, ils auront accès à quelques belles étoiles.
Horizon plat, bien dégagé, avec peu de pollution… Quand la météo est clémente, le ciel clair et l’air pas trop humide, cette situation frise la perfection.
À la montagne Il n’y a pas mieux que la montagne pour observer les astres, à condition de grimper le plus haut possible. Les vallées ne sont guère propices à l’observation du ciel. Cernées par les montagnes, elles ressemblent à des puits qui ouvrent sur une minuscule portion de firmament. En altitude, c’est l’éblouissement. L’air y est sec, propre, le ciel cristallin. Les objets faiblement lumineux, inaccessibles à l’œil nu partout ailleurs, s’y révèlent, contribuant au foisonnement stellaire.
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Le ciel à l’œil nu L’observation du ciel est un geste tout ce qu’il y a de plus naturel, presque instinctif, venu du fond des âges. Cela fait des millénaires que l’homme, le regard levé vers le firmament, contemple ses événements quotidiens. Nul besoin d’investir dans un matériel onéreux et encombrant pour voyager parmi les astres : l’œil, ce merveilleux instrument, est seul à même de rendre compte du foisonnement céleste, de percevoir un bout de l’infini.
Les astres accessibles à l’œil nu Certes, les performances de l’œil sont loin d’égaler celles des grands télescopes ; il ne peut, par exemple, donner accès aux corps célestes telles les galaxies, distantes de milliards d’années-lumière (voir p. 79), ni ne permet de voir les détails de la surface de la planète Jupiter ou de compter ses satellites. Mais c’est sans doute le plus formidable des instruments d’observation dont disposent les humains. Il est parfaitement suffisant pour aborder le ciel en toute simplicité.
La Lune et le Soleil Les deux grands astres que sont la Lune et le Soleil n’ont que peu de secrets pour l’œil. La première, si imposante lorsqu’elle est pleine, offre ses cratères et ses mers, ses jeux de couleurs et de formes. Le second, même s’il ne peut être directement observé sous peine de lésions oculaires sévères, propose cependant quelques bien sympathiques spectacles, tels les parhélies ou le mythique rayon vert.
Des planètes et des étoiles Cinq planètes sont également accessibles à l’œil nu : Mercure, Vénus, Mars, Jupiter et
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Saturne. L’œil est aussi parfait pour redessiner les contours de la Voie lactée, attraper les étoiles filantes et mesurer l’ampleur de la queue d’une comète. Mais là où il se donne au mieux de ses possibilités, c’est avec les étoiles. Les constellations, ces groupes d’étoiles évoquant des silhouettes familières, comme la Grande Ourse ou Orion, ont été dessinées par le regard humain et sont inaccessibles aux instruments dans leur intégralité.
Habituer l’œil à l’obscurité L’œil a besoin d’une petite mise en condition avant de s’ouvrir grand sur la nuit, et être capable de restituer les très délicates nuances bleutées ou orangées de certaines étoiles. Il fonctionne comme un collecteur de lumière : celle émise par les astres y pénètre par la pupille ; plus il fait sombre, et plus cette dernière doit se dilater pour capter le plus de lumière possible. Or, ce processus prend un certain temps : lorsqu’ils sont plongés dans l’obscurité, les sujets les plus jeunes doivent attendre environ un quart d’heure avant que leur pupille ne soit dilatée au maximum, et les plus âgés une bonne demi-heure.
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Exercer l’œil Les observateurs chevronnés ont plusieurs astuces pour accélérer leur adaptation à l’obscurité. Certains commencent à observer avant que la nuit ne soit totalement noire, habituant ainsi leurs yeux progressivement. Cette méthode, qui permet de voir les étoiles s’allumer une à une, a aussi l’avantage d’éviter au novice de se retrouver d’emblée écrasé par la voûte céleste, piquetée d’un nuage d’étoiles. Pour adapter ses yeux à la nuit on peut aussi passer par une pièce sombre et y faire une petite halte avant de sortir.
Adopter des lumières non violentes Une fois sur le site, il faut soigneusement éviter toute lumière violente, lampe torche ou phare de voiture, qui éblouit durablement : les yeux ne retrouveront leur acuité optimale que 10 à 20 minutes après une exposition à une telle source lumineuse.
Privilégier la lumière rouge Si vraiment il est nécessaire de s’éclairer, pour lire une carte ou consulter sa boussole par exemple, alors une petite lampe qui émet de la lumière rouge, disponible dans les magasins spécialisés, sera fort utile. À défaut, il suffit de badigeonner le verre de sa lampe d’une petite couche de vernis à ongles rouge, ou de la recouvrir d’un scotch de cette couleur. Les cellules de la rétine qui permettent la vision nocturne sont insensibles à la lumière rouge.
La vision nocturne La lumière collectée par la pupille de l’œil traverse ensuite le cristallin, une sorte de lentille, puis vient frapper la rétine. Celle-ci transmet la lumière au cerveau, qui reconstitue l’image de l’astre observé. La rétine est composée de deux types de cellules, les cônes et les bâtonnets. Les premiers nous permettent de voir en couleurs, et les seconds, sensibles aux très faibles lumières, nous empêchent d’être totalement aveugles la nuit. Ce sont les bâtonnets qui sont le plus sollicités lors de l’observation du ciel. La lumière rouge les laisse de marbre, et c’est pourquoi elle n’éblouit pas. En effet, les bâtonnets sont situés à la périphérie de la rétine et, pour percevoir les détails les plus subtils d’un objet céleste, il faut d’abord le regarder directement, puis tourner légèrement la tête pour l’observer du coin de l’œil. C’est la vision dite périphérique. étoile est grande, plus son éclat est… faible ! Ainsi, les étoiles de magnitude 6 sont tout juste visibles à l’œil nu. La rouge et puissante Antarès par exemple, située dans la constellation du Scorpion, a une magnitude de 1. Les astres peuvent aussi avoir des magnitudes négatives. L’étoile la plus brillante du ciel, la majestueuse Sirius, a une magnitude de − 1,44.
La magnitude Les astronomes utilisent une échelle particulière pour mesurer l’éclat d’une étoile, appelée magnitude. Par une bizarrerie mathématique, plus la magnitude d’une
Rigel, une étoile géante bleue dans la constellation d’Orion, a une magnitude de 0,18.
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Les reines de la nuit
Étoiles et constellations Lorsque toutes les conditions favorables à l’observation sont réunies – nuit bien noire, sans Lune ni pollution lumineuse, atmosphère limpide –, les étoiles semblent innombrables. Des milliers de petits éclats de diamants jonchent le ciel nocturne, comme si une main invisible les avait nonchalamment éparpillés, sans aucun souci d’ordre ni d’organisation. Devant ce luxueux étalage de richesses, l’observateur impressionné ne sait où donner du regard. Comment naviguer sans se perdre dans cette véritable mer stellaire ? Comment reconnaître une étoile, comment la retrouver à coup sûr parmi toutes les autres ? Autant chercher une aiguille dans une botte de foin… C’est sans compter avec l’ingéniosité des hommes qui, il y a bien longtemps, ont imaginé les précieux repères célestes qui leur ont permis de domestiquer le ciel : les constellations.
Ci-contre : la royale Bételgeuse, l’étoile géante orangée de la constellation d’Orion.
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Belles de nuit La Grande Ourse, Aldébaran, Orion, Bételgeuse, le Verseau, le Lion, Antarès, Capella, le Taureau, Sirius… Ces noms nous sont familiers, même si peu d’entre nous savent exactement à quelle créature céleste ils renvoient. Étoile ou constellation ? Qui cherche l’une trouvera l’autre.
Les étoiles Les étoiles occupent une place à part dans le cœur des hommes, où elles sont presque toujours associées à la beauté, à la douceur, à la lumière. Lointaines et silencieuses, leur véritable nature est longtemps restée mystérieuse. Les uns y voyaient des pierres de feu ou des cristaux accrochés à la voûte céleste, tandis que les autres les vénéraient comme les incarnations des âmes de leurs défunts. Aujourd’hui, nous savons ce que sont les étoiles : des boules de gaz très denses, dont la température au centre peut atteindre des dizaines de millions de degrés. Les étoiles fonctionnent comme de gigantesques réacteurs nucléaires. Les atomes qui les constituent, l’hélium et l’hydrogène, fusionnent entre eux pour donner de nouveaux atomes, plus lourds. Ce processus, appelé fusion nucléaire, produit une énergie colossale, évacuée à l’extérieur sous forme de rayonnement lumineux.
Jeunes bleues et vieilles rouges À vue d’œil, les étoiles ne se distinguent les unes des autres que par leur éclat et, plus rarement, par leur couleur. La plus brillante de toutes est Sirius, bien visible en hiver. Sa magnitude est de – 1,44. Viennent ensuite
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La blanche Sirius, dans la constellation du Grand Chien, est l’étoile la plus brillante du ciel.
Arcturus (magnitude – 0,06), Véga (0,04), Capella (0,08) et Rigel (0,2). Cette dernière, visible aussi en hiver, a en outre l’avantage d’être légèrement bleutée, ce qui la rend assez facile à reconnaître. Et qui trouve Rigel attrape aussi Bételgeuse, sa proche voisine, aussi remarquable par sa brillance
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Les reines de la nuit
Antarès est la seule étoile dont la couleur rivalise avec celle de la planète rouge, Mars.
que par sa couleur : elle est orangée. Une poignée d’autres étoiles présentent cette coloration qui les distingue entre toutes les autres, telles Aldébaran ou Antarès, qui, elle, tire franchement sur le rouge. La teinte des étoiles est un bon indice de leur âge. Il est toujours très étrange de se dire que ces astres, qui semblent être là depuis toujours, ne sont pas éternels. Ils sont nés un jour d’un nuage de gaz et de poussières et ils mourront au terme d’une existence qui aura duré entre quelques millions et plusieurs milliards d’années. Les étoiles bleutées sont des jeunesses bourrées d’énergie, tandis que les astres de couleur rouge orangé sont des anciennes qui ont consumé tout leur combustible.
Les supernovae Les plus grosses étoiles ont une fin très violente : elles explosent. C’est ce que les astronomes appellent des supernovae. En se désintégrant, elles relâchent dans l’es-
pace toute la matière, tous les atomes qu’elles ont fabriqués dans leur cœur, et ensemencent ainsi l’univers.
Les constellations Les étoiles brillantes et colorées se détachent nettement du reste du troupeau stellaire et accrochent le regard comme d’orgueilleuses balises. Mais comment faire pour ne pas les confondre, prendre Véga pour Sirius ou Aldébaran pour Arcturus ? Rien ne ressemble plus à un point lumineux qu’un autre point lumineux et le joyeux désordre régnant dans le ciel n’arrange pas les choses. Par chance, toutes les stars du ciel font partie d’ensembles stellaires plus vastes, qu’il suffit de reconnaître pour identifier à coup sûr une étoile : les constellations.
Des figures évocatrices Les mains dans les poches, le nez levé vers le ciel, il suffit de laisser errer son regard pour commencer à repérer, ici ou là, de
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La constellation de la Grande Ourse, dite aussi la Casserole, ou la Louche.
curieuses formations. Les étoiles semblent parfois se regrouper entre elles pour constituer des sortes d’îlots stellaires, de tailles très variées. Leurs formes, suggérées par la façon dont les étoiles sont positionnées les unes par rapport aux autres, sont assez nettes pour attirer l’œil : des lignes droites ou brisées, des carrés, des rectangles, des triangles, des V, des U… Ce sont les constellations. Ces silhouettes étoilées peuvent être très évocatrices. Les étoiles qui forment la constellation appelée Grande Ourse, par exemple, sont disposées de telle manière qu’il est très difficile de ne pas y voir… une casserole ! Le contour de la constellation d’Orion, esquissée par sept astres très brillants, ressemble à s’y méprendre à celui d’un homme.
Parfois difficiles à trouver Quatre-vingt-huit constellations ont été recensées dans le ciel, dont une quarantaine sont visibles depuis l’hémisphère nord. Leurs caractéristiques – les étoiles qui les
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Une plongée dans le passé Les étoiles sont si éloignées de la Terre que leur distance n’est pas estimée en kilomètres mais en années-lumière. Une année-lumière correspond à la distance parcourue en une année par la lumière. Sachant que celle-ci voyage à la vitesse de 300 000 km par seconde environ, une année-lumière équivaut à 9 461 milliards de kilomètres ! La rouge Antarès, par exemple, se trouve à 700 années-lumière de nous, soit 6 622 700 milliards de kilomètres. Sa lumière a mis 700 ans à nous parvenir, ce qui signifie que l’Antarès que nous voyons briller dans le ciel n’est pas celle d’aujourd’hui, mais celle d’il y a 700 ans. Toutes les étoiles se montrent à nous sous l’aspect qu’elles avaient il y a 10, 100, voire 1 000 ans. Certaines d’entre elles sont sans doute mortes aujourd’hui alors que de nouvelles étoiles sont peut-être apparues sans que leur lumière ne nous soit encore parvenue. Regarder le ciel, c’est aussi regarder le passé.
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Les reines de la nuit
constituent, leur tracé, la surface qu’elles occupent sur la voûte céleste, leur nom, etc. – ont été soigneusement fixées dans les années 1930 par l’Union astronomique internationale. Les constellations figurent dans toutes les cartes du ciel. Beaucoup sont très difficiles à deviner, parce qu’elles ne possèdent aucune étoile assez remarquable pour attirer l’œil vers elles, ou que leurs contours sont très flous. La constellation appelée Ophiucus ou celle du Dragon, par exemple, sont des sortes de gigantesques serpents étoilés à la silhouette très diffuse, impossible à suivre pour un regard inexpérimenté. Certaines constellations ont des formes si compliquées qu’elles en deviennent introuvables, et d’autres sont si petites, si pâles qu’on ne les voit plus.
La splendide Orion a la silhouette d’un chasseur large d’épaules, taille serrée.
Les noms des étoiles et des constellations La majorité des étoiles portent des noms arabes : Bételgeuse, Aldébaran, Rigel, Deneb, Albireo… Ils nous ont été légués par les astronomes de langue arabe qui, entre le Xe et le XIIIe siècles, entreprirent de recenser toute la population stellaire en vue d’établir des cartes du ciel précises et fiables. Celles-ci émigrèrent ensuite en Europe, où les noms attribués aux étoiles par les astronomes arabes furent conservés en dépit de certaines distorsions. Ces noms ont toujours une signification, souvent liée à la position que l’étoile occupe dans une constellation. Deneb, qui fait partie de la constellation du Cygne, signifie l’Aile. Rigel, dans Orion, est la Jambe. Altaïr, dans la constellation de l’Aigle, veut dire l’Oiseau. Les constellations quant à elles ont gardé les appellations attribuées par les Grecs, pères de l’astronomie scientifique. Pourvus d’une grande imagination, ces derniers associèrent à la plupart des constellations un dieu, une déesse, un héros, un personnage ou encore un animal appartenant à leur mythologie. Hercule, Orion, Pégase, Céphée, Cassiopée sont tous des personnages issus des mythes grecs.
Apprendre à reconnaître toutes les constellations n’est nullement nécessaire. Dans un premier temps, il est préférable de se concentrer sur les plus beaux spécimens, les constellations les plus spectaculaires. Une fois familiarisé avec elles, l’observateur pourra les utiliser comme des « camps de base » à partir desquels il lancera ses expéditions futures dans les coins encore en friche du firmament. On ne reconstitue pas le ciel en une nuit. Il ne faut pas se décourager si même les grandes constellations se dérobent au regard, ce n’est qu’une question de pratique et de patience.
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Les terres du ciel
Les planètes et la Lune Maintenant que le décor – étoiles et constellations – est planté, place à ces grandes actrices de la nuit que sont les planètes et la Lune. Cinq planètes seulement sont visibles à l’œil nu : Mercure, Vénus, Mars, Jupiter et Saturne. Brillantes, capricieuses, elles ont tout de divas vagabondant à leur guise entre les constellations, apparaissant et disparaissant au gré d’une fantaisie bienvenue dans le monde immuable des étoiles. Tout le contraire de la Lune, l’omniprésente compagne de la Terre dont le cycle des métamorphoses se répète tous les mois, identique à lui-même. Mais les apparences sont trompeuses… Les mouvements des planètes sont en réalité totalement contrôlés par le Soleil et obéissent à des lois si rigides qu’on peut planifier longtemps à l’avance ses rendez-vous nocturnes avec Mars ou Jupiter. À l’inverse, cette Lune que l’on croit si bien connaître peut réserver d’extraordinaires surprises en choisissant tout bonnement… de s’éclipser !
Ci-contre : un spectacle rare, la Lune entourée des planètes Saturne (en haut), Jupiter et Mars (à droite).
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Planètes, les arpenteuses du ciel Les planètes n’ont rien à voir avec les étoiles mais elles ne sont pas toujours faciles à identifier. Il existe plusieurs astuces qui peuvent aider à les reconnaître, mais le meilleur moyen d’attraper une planète est de savoir à l’avance où la chercher, grâce aux éphémérides.
Étoile ou planète ? Les cinq planètes visibles à l’œil nu – Mercure, Vénus, Mars, Jupiter et Saturne – ressemblent à s’y méprendre à de très brillantes étoiles, et il est bien difficile pour un observateur inexpérimenté de faire la distinction entre les deux au premier regard.
Les unes scintillent, les autres brillent Les astronomes disent toujours que les étoiles scintillent, mais pas les planètes. En effet, si nous observons très attentivement les étoiles, leur éclat n’est pas constant : elles clignotent et tremblotent fugitivement. Ce phénomène leur a d’ailleurs valu d’être presque toujours dessinées avec des raies irradiant depuis leur centre. Les planètes en revanche brillent de façon continue, leur éclat est aussi stable que celui d’une lampe de poche. Cette différence subtile n’est pas toujours évidente pour un œil non exercé, surtout lorsque l’atmosphère est agitée ou que la planète est basse sur l’horizon, et qu’elle se met alors à clignoter à son tour.
Repérer l’astre sur une carte du ciel Face à un astre devant lequel on est soudain pris d’un doute, mieux vaut procéder
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par élimination. S’il se trouve du côté de Cassiopée ou de la Grande Ourse, ce ne peut être qu’une étoile car les planètes ne se montrent jamais au nord, seulement au sud. Les astres un peu ternes ne peuvent non plus prétendre au statut de planète : celles-ci sont beaucoup plus brillantes que les étoiles – Véga ne peut rivaliser avec Vénus ni Jupiter. La meilleure solution pour savoir si le point lumineux repéré est une planète consiste à vérifier sur la carte du ciel. Les planètes n’y étant pas répertoriées, si l’astre non identifié est bel et bien une étoile, il apparaîtra sur la carte, à l’emplacement où il a été observé. Sinon, il y a des chances pour que ce soit une planète.
Les promeneuses du zodiaque Les planètes fréquentent toujours les mêmes coins de ciel. On ne les trouve qu’au voisinage d’un petit nombre de constellations, toujours les mêmes, visibles uniquement au sud : les constellations du zodiaque. Leurs noms sont connus : Poissons, Bélier, Taureau, Gémeaux, Cancer, Lion, Vierge, Balance, Scorpion, Sagittaire, Capricorne et Verseau.
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Le Soleil et son cortège de planètes : Mercure, Vénus, Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune.
Ces constellations ne sont bien sûr pas toutes visibles en même temps, elles ont leurs époques. Le Capricorne, le Sagittaire et le Scorpion sont des constellations d’été, alors que le Taureau, les Gémeaux et le Cancer sont des hivernales. La Vierge se montre sous son meilleur jour au printemps, tandis que les Poissons fréquentent surtout le ciel d’automne.
Repérer les constellations Pour avoir une chance de voir une planète, il faut d’abord repérer les constellations du zodiaque visibles à ce moment-là, puis fouiller aux alentours. Attention, lorsqu’une planète, Mars par exemple, est observée à l’intérieur ou à proximité de l’une ou l’autre de ces constellations, cela ne signifie pas qu’elle va y res-
ter les nuits suivantes. Si l’on revient la visiter un mois plus tard, elle ne se trouvera pas au même endroit. Mars aura migré et rejoint une autre des constellations du zodiaque. Son mouvement est lent, mais tout à fait perceptible sur quelques semaines. Mercure, Vénus, Jupiter et Saturne se comportent exactement de la même manière. Toutes se promènent dans le ciel, sautant d’une constellation du zodiaque à une autre. Ce vagabondage leur a d’ailleurs valu leur nom : « planète » qui en grec signifie « errante ».
Le Système solaire Le déplacement des planètes au sein des constellations du zodiaque n’est pas du tout aléatoire, mais obéit à des règles strictes.
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Regarder les étoiles à l’œil nu
Lyre
Bouvier Lion
Aigle Vierge Verseau
E
Capricorne
Sagittaire Balance
O
Scorpion
S Les constellations du zodiaque visibles en été à la latitude moyenne de 45° nord.
Tout comme la Terre, les planètes tournent autour du Soleil. Ce dernier, énorme et massif, exerce sur elles une puissante force d’attraction – la gravitation – qui les oblige à lui tourner autour. Elles suivent une trajectoire – une orbite – qui a la forme d’une ellipse légèrement aplatie. Mercure est la plus proche du Soleil, puis viennent Vénus, la Terre, Mars, Jupiter et Saturne. Au-delà se trouvent encore deux autres planètes, Neptune et Uranus, invisibles à l’œil nu. Le Soleil et son céleste cortège forment ce qu’on appelle le Système solaire. Les orbites suivies par les planètes sont à peu près situées dans le même plan. Tout se passe comme si le Soleil se trouvait au centre d’un circuit fermé comptant huit voies, chacune occupée par un astre différent. Observées depuis la Terre, les planètes parcourent toujours le même chemin dans le ciel, avec les constellations du zodiaque en guise de toile de fond.
Visibles, invisibles Il ne faut surtout pas s’attendre à ce que les planètes soient toujours présentes dans le
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ciel, et il se peut très bien qu’aucune d’entre elles ne daigne se montrer la nuit où l’on a décidé d’observer le ciel. Il est aussi plutôt rare de les avoir toutes en même temps audessus de la tête, et il faut s’estimer heureux quand deux d’entre elles sont au rendezvous. Les planètes ne produisent pas de lumière, elles ne font que réfléchir celle du Soleil, et leur visibilité dépend étroitement de la position qu’elles occupent par rapport à ce dernier et à la Terre.
Les planètes supérieures Mars, Jupiter et Saturne sont situées au-delà de l’orbite terrestre, et appartiennent au clan des planètes supérieures. Lorsque le Soleil se trouve juste entre elles et la Terre, elles sont dites en conjonction et deviennent invisibles. Le moment le plus favorable pour observer les planètes est celui de l’opposition, quand la Terre vient s’intercaler entre elles et le Soleil. Elles sont alors au plus près de nous, grosses, bien brillantes, et restent visibles toute la nuit.
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Cocher Gémeaux Bélier Lion
Cancer Taureau Poissons
Orion
E
O
Sirius
S Les constellations du zodiaque visibles en hiver à la latitude moyenne de 45° nord.
Mars Distance moyenne au Soleil : 228 millions de kilomètres Période de révolution : 1,88 an Diamètre : 6 794 km Mars est une très belle planète de couleur rouge orangé, qui met un peu moins de deux ans à boucler son tour de Soleil. Elle est assez facile à confondre avec l’étoile Antarès (dans la constellation du Scorpion), dont le nom signifie en grec la Rivale de Mars. L’orbite de Mars est assez aplatie, et sa distance au Soleil varie beaucoup. Cela se répercute sur son éclat qui est très changeant.
Jupiter Distance moyenne au Soleil : 780 millions de kilomètres Période de révolution : 11,8 ans Diamètre : 142 800 km C’est le seul astre à pouvoir rivaliser de brillance avec Vénus. Il n’est d’ailleurs pas toujours facile de faire la différence entre les deux. Jupiter est légèrement teintée de jaune, ce qui la rend un peu plus terne. Elle possède une ribambelle de satellites, malheureusement insaisissables à l’œil nu.
Qu’est-ce qu’une planète ? Selon l’Union astronomique internationale, une planète est un corps céleste à peu près sphérique en orbite autour du Soleil, suffisamment massif pour ne pas exploser sous l’action de la force de gravité exercé sur lui par l’astre du jour. Seuls huit astres correspondent à la définition : Mercure, Vénus, Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Neptune et Uranus. L’ensemble, avec le Soleil, forme le Système solaire. Un neuvième corps céleste, Pluton, a longtemps été considéré comme en faisant partie, jusqu’à ce que les astronomes l’excluent en 2006 du cercle très fermé des vraies planètes. La Terre, Mars, Vénus et Mercure sont des planètes telluriques : elles sont constituées de matériaux solides. Jupiter, Saturne, Neptune et Uranus sont quant à elles des boules de gaz. Toutes les planètes du Système solaire, sauf Mercure et Vénus, ont des satellites, des petits corps célestes qui leur tournent autour.
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L’herbier du ciel Les principales constellations visibles depuis l’hémisphère nord, à une latitude moyenne de 45° Été, hiver, printemps, automne… Chaque saison apporte sa moisson de constellations, dont les plus remarquables sont décrites ici en détail : comment les retrouver, à quoi elles ressemblent vraiment, quelles sont les étoiles qui les composent, quelle est leur histoire et celle de la figure mythologique à laquelle elles sont associées ? Les heureux possesseurs d’une paire de jumelles, d’une lunette ou d’un télescope trouveront une petite sélection de nébuleuses, amas et galaxies, faciles à observer et à localiser grâce à leur situation par rapport à chaque constellation. Enfin, les amateurs de planètes ne sont pas oubliés : ils trouveront, saison après saison, la liste et la position des constellations du zodiaque, ces figures particulières à proximité desquelles circulent les planètes. Bon voyage !
Ci-contre : le bras de la Voie lactée, flot d’étoiles barré par un nuage sombre de poussières.
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Regarder les étoiles à l’œil nu
Nébuleuse
Visible à l’oeil nu
Nébuleuse planétaire
Visible aux jumelles
Galaxie
Visible aux lunettes ou télescope
Amas ouvert
Écliptique : trace du parcours apparent du Soleil autour de la Terre et qui traverse le zodiaque
Amas globulaire
Objets de Messier (voir p. 79) visibles dans le ciel nord : en haut autour de la Grande Ourse, ci-dessus autour de Céphée.
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L’herbier du ciel
Objets de Messier visibles en hiver, autour d’Orion, du Taureau, des Gémeaux, du Cocher et du Grand chien.
Objets de Messier visibles au printemps, autour du Lion et de la Vierge.
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Objets de Messier visibles en été, autour du Cygne, de la Lyre, de l’Aigle, d’Hercule, du Scorpion et du Sagittaire.
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Objets de Messier visibles en automne, autour de Persée, d’Andromède et des Poissons, ainsi qu’autour de Pégase (en incrustation).
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La Grande Ourse, manche en bas et tête en haut. Les nombreuses étoiles autour d’elle dessinent ses pattes et son poitrail.
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L’herbier du ciel
Les constellations
du nord Peu importe le jour, l’heure et la saison où l’on se décide à observer : les constellations du nord sont visibles toute l’année, tout au long de la nuit. Elles sont idéales pour s’exercer les yeux et se familiariser avec l’aspect réel des constellations. De plus, elles constituent des points de repère, des balises à partir desquelles on peut partir explorer le reste du ciel. Tenter de reconstituer le tracé complet de la plus grande d’entre elles, la Grande Ourse, est aussi un excellent entraînement…
La Grande Ourse Ursa Major La Grande Ourse est la plus remarquable des constellations du ciel. Rien n’est plus facile que de la trouver : il suffit de se tourner vers le nord et de chercher une immense casserole. Son manche est matérialisé par l’alignement de trois étoiles, appelées Alioth, Mizar et Alkaïd. Le corps carré de la casserole est dessiné par les étoiles Dubhe, Merak, Phecda et Megrez. De ces sept astres, Mizar, situé au milieu du manche, est le plus curieux. L’étoile possède en effet une compagne, blottie tout contre elle : Alcor, le Cavalier. Elle est visible à l’œil nu et on jugeait jadis l’acuité du regard d’un archer à sa capacité à distinguer Alcor de Mizar. La casserole ne constitue en réalité qu’une partie, la plus visible, de la véritable silhouette de la Grande Ourse : son corps et sa queue. Le reste de l’anatomie de
l’animal – échine, tête, pattes avant et arrière – est suggéré par de fines lignes étoilées, assez difficiles à percevoir pour un œil non exercé, rayonnant depuis les coins du carré central.
Les origines du nom La Grande Ourse était connue sous le nom de Chariot en Mésopotamie, de Charrue en Europe du Nord-Ouest, et les Anglo-Saxons l’appellent familièrement la Grande Louche (the Big Dipper). Les Romains y voyaient un attelage de sept bœufs, correspondant chacun à l’une des étoiles de la casserole. Ils l’appelaient Septem Triones, à l’origine du mot « septentrion ». Les Égyptiens, eux, l’interprétaient comme une cuisse de bœuf et les Sioux y voyaient un putois. L’identification de la constellation à une ourse est très ancienne et, de la Sibérie aux États-Unis en passant par l’Europe du Nord, bien des peuples l’ont interprétée comme telle. Certains chercheurs pensent que le nom de l’Ourse lui aurait été donné il y a près de 15 000 ans en Asie. Ce qualificatif
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Regarder les étoiles à l’œil nu
La Petite Ourse, copie de la Grande mais inversée, avec la Polaire au bout du manche.
se serait ensuite transmis de culture en culture, jusqu’à parvenir aux États-Unis, via les populations qui y auraient migré par le détroit de Behring il y a environ 14 000 ans. Si c’est vrai, la Grande Ourse serait l’une des plus anciennes inventions de l’humanité.
Autour de la Grande Ourse Le ciel nord est certes pauvre en étoiles, mais les pourtours de la Grande Ourse sont truffés de galaxies, dont certaines sont facilement visibles aux jumelles. Une diagonale tracée entre les étoiles Phecda et Dubhe, prolongée d’une fois sa longueur, emmène droit sur un joli couple de galaxies, M81 et M82, tout à fait accessible aux petits instruments. Certains affirment même avoir vu M81 à l’œil nu. De part et d’autre d’Alkaïd se trouvent la très accessible M51, la galaxie des Chiens
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de Chasse, et M101, la galaxie du Moulin. Enfin, tout près de Merak, la galaxie M108, plus ardue à dénicher que les précédentes mais qui offre un beau bonus : M97, la nébuleuse du Hibou, coquille de gaz toute ronde célèbre pour les deux gros yeux noirs qui lui ont valu son nom.
La Petite Ourse Ursa Minor La Petite Ourse est en quelque sorte la copie conforme de la Grande, mais en beaucoup plus petit, ce qui la rend un peu difficile à trouver dans le ciel. Pour la repérer, il faut partir du bord le plus extérieur de la casserole, la ligne imaginaire passant par les étoiles Merak et Dubhe. En prolongeant cette ligne du regard vers le haut, on tombe sur le bout de la queue de la Petite Ourse, l’étoile Polaris.
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L’herbier du ciel
Nébuleuses, amas et galaxies La liste des astres visibles à travers des instruments présentée dans ce petit guide est loin d’être exhaustive. C’est une petite sélection, faite à partir des objets dits de Messier les plus accessibles au débutant. Découverts par l’astronome Charles Messier au XVIIIe siècle, à l’aide d’instruments considérés aujourd’hui comme assez rudimentaires, ce sont des nébuleuses, des galaxies, ou encore des amas. Messier en avait recensé 108, appelés simplement M1, M2, M3, etc. Voir les cartes des objets de Messier pp. 72 à 75. • Les nébuleuses sont des nuages de gaz et de poussières. Certaines sont des restes de supernovae – des étoiles qui ont explosé – tandis que d’autres sont des pouponnières de nouvelles étoiles. Les nébuleuses dites planétaires ont été éjectées par des étoiles en fin de vie. • Les galaxies sont de gigantesques vaisseaux rassemblant des centaines de milliards d’étoiles. Les plus belles ressemblent à des spirales aplaties. • Les amas globulaires, enfin, sont des espèces de gros grumeaux constitués de milliers, voire de centaines de milliers d’étoiles agglutinées les unes aux autres.
Les origines du nom Petite et Grande Ourse sont unies dans un même mythe, celui de la nymphe Callisto, séduite par Zeus. Elle tomba enceinte et fut chassée par ses compagnes, un clan de jeunes femmes qui faisaient très grand cas de leur virginité. Callisto mit au monde un garçon, Arcas, et Héra, l’épouse légitime de Zeus, la transforma en une vilaine ourse pour la punir. La pauvre bête vécut misérablement dans la forêt, jusqu’au jour où elle rencontra un jeune
et beau chasseur : c’était son fils, Arcas. Oublieuse de sa forme, elle se précipita vers lui. Effrayé, Arcas fit voler son javelot et l’aurait abattue si Zeus n’était intervenu. Il prit la mère et le fils, transformé en ourson pour l’occasion, et les plaça au ciel. Héra ne s’en tint pas quitte pour autant et elle fit en sorte que les deux constellations ne puissent jamais trouver le repos, tournant sans relâche dans le ciel, sans pouvoir se coucher.
Cassiopée et Céphée Cassiopeia et Cepheus • Cassiopée se situe à l’opposé de la Grande Ourse par rapport à la Petite. Elle ne possède pas d’étoile brillante mais reste facile à trouver grâce à sa forme très graphique : un W presque parfait. Ses branches sont bien bordées par cinq étoiles : Caph (la Paume), Schedar (de l’arabe Al Sadr, la Poitrine), Cih, Ruchbah (le Genou) et Segin. • Cassiopée est intimement associée à la constellation de Céphée, qu’il faut rechercher au-dessus des branches du W. Plus effacée, Céphée a la forme d’un pentagone, un carré coiffé d’un toit pointu dirigé vers la Petite Ourse. Le côté le plus extérieur du carré par rapport à Cassiopée est dessiné par deux étoiles, Alderamin – soit, en arabe, Yad al Yamin, le Bras droit, l’astre principal de Céphée – et Alfirk. Le côté intérieur est suggéré par Alkurah, à la hauteur de Alfirk, et le toit pentu est coiffé par Errai.
Les origines des noms Dans la mythologie grecque, Céphée était le roi d’Éthiopie et l’époux de la reine Cassiopée. Celle-ci était si imbue d’ellemême et de sa beauté qu’elle osa se
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