Histoire de l'Astronomie 24

Inclinaison du cercle de l'écliptique sur l'équateur céleste.

Trajectoire parcourue par le Soleil au-dessus de l'horizon terrestre le jour du solstice d'été (gauche),des équinoxes de printemps et d'automne (centre), du solstice d'hiver (droite), en un point de l'hémisphère Nord.

Le mouvement apparent du Soleil

Le zodiaque

Depuis la Terre, notre Soleil donne l'impression de se déplacer sur la voûte céleste : il semble décrire une trajectoire circulaire, l'écliptique - nommée ainsi parce que les éclipses de Lune et de Soleil surviennent sur ce cercle. L'écliptique traverse douze constellations zodiacales : les Poissons, le Taureau, le Bélier, les Gémeaux, le Cancer, le Lion, la Vierge, la Balance, le Scorpion, le Sagittaire, le Capricorne et le Verseau. Chacune de ces figures géométriques, ainsi que les constellations environnantes, disparaissent tour à tour du ciel nocturne, noyées qu'elle sont dans la lumière du Soleil, et ce, l'espace de quelques mois chaque année. Aussi le ciel semble-t-il peuplé d'objets différents à quelques six mois d'intervalle. Si les constellations du Taureau, d'Orion et du Grand Chien constellent notre ciel d'hiver, celles de la Lyre et de l'Aigle sont caractéristiques du ciel d'été en revanche.

Les saisons de l'année

Tous les 365,25 jours, le ciel retrouve une configuration identique en effet. C'est que la Terre a alors achevé sa révolution autour du Soleil. Le Soleil lui-mème culmine de nouveau à la mème altitude en un lieu donné. Cette hauteur de culmination dans le méridien du lieu varie au cours de l'année, en effet. De mème les positions de lever et de coucher du Soleil sur le cercle de l'horizon changent-elles d'un jour à l'autre. Le jour du solstice d'été, par exemple, soit le 21 juin, le Soleil se lève dans la direction nord-est, culmine à très haute altitude, puis se couche dans l'angle nord-ouest du ciel. Parce que cette trajectoire est très longue, la plus longue de l'année, la durée du jour est maximale. Le jour du solstice d'hiver en revanche, soit le 21 décembre, le Soleil parcourt une trajectoire très courte au-dessus de l'horizon terrestre : il se lève dans l'angle sud-est, culmine à faible altitude et se couche dans l'angle sud-ouest du ciel. En des lieux situés dans l'hémisphère Sud, la situation est naturellement inversée : le jour le plus long de l'année correspond à notre solstice d'hiver ; le plus court, à notre solstice d'été. Ce n'est qu'au moment des équinoxes que le Soleil se lève plein est et se couche plein ouest ; la durée du jour est alors de 12 heures et ce, en tout point de la Terre. C'est donc la variation de la hauteur de culmination du Soleil dans le ciel au cours de l'année qui conditionne la durée du jour, celle de la nuit également, et définit les saisons.

Sous nos latitudes tempérées, nous voyons se succéder quatre saisons au cours de l'année : le printemps, l'été, l'automne et l'hiver... des saisons au cours desquelles la durée du jour, celle de la nuit également, varient ; la température extérieure aussi bien sûr, ce qui induit des changements plus ou moins prononcés dans la végétation. Sous les latitudes tropicales en revanche, force est de constater que la végétation demeure verdoyante, toute l'année durant ; la température extérieure ne varie que très peu ; la durée des jours et des nuits demeure quant à elle invariablement égale à douze heures. Une telle invariance concerne l'ensemble des lieux situés de part et d'autre de l'équateur terrestre, entre le tropique du Cancer (latitude = 23°) et le tropique du Capricorne (latitude = -23°). La trajectoire du Soleil y est presque perpendiculaire au cercle de l'horizon. En des lieux situés au-delà du cercle polaire en revanche, dont la latitude est en valeur absolue supérieure à 67°, le Soleil décrit, toute l'année durant, une trajectoire pratiquement parallèle à l'horizon : au pôle nord, le jour du solstice d'été, le Soleil culmine à 23°, toute la journée durant ; au moment des équinoxes, sa trajectoire coïncide avec le cercle de l'horizon ; puis, elle s'enfonce sous l'horizon ; la nuit, plus ou moins sombre, durera alors rien moins que six mois.

Trajectoires parcourues par le Soleil en des lieux de latitude polaire (gauche),intermédiaire (centre) et équatoriale (droite).

Contrairement aux autres étoiles, le Soleil voit donc ses coordonnées équatoriales célestes varier au cours de l'année. La trajectoire qu'il parcourt n'est pas parallèle en effet à l'équateur céleste : le cercle de l'écliptique fait un angle de 23°27' avec l'équateur céleste. Aussi sa déclinaison, le jour du solstice d'été, est-elle égale à 23°27'. Le jour du solstice d'hiver en revanche, elle est de -23°27'. Aux équinoxes de printemps et d'automne enfin, elle est nulle, car ces points constituent les intersections de l'écliptique et de l'équateur céleste. De façon générale, la déclinaison du Soleil varie de -23°27' à +23°27' au cours de l'année ; son ascension droite, quant à elle, varie de 0° à 360° ; lorsqu'elle égale 0°, c'est que le Soleil occupe le point vernal ; c'est alors l'équinoxe de printemps.