lundi 27 mai 2013

Ciel austral: les régions circumpolaires

Comme partout ailleurs sur Terre, une partie du ciel de la base antarctique Dumont d'Urville est circumpolaire (littéralement: "autour du pôle"). C'est à dire que les objets du ciel situés dans cette région ne disparaissent jamais sous l'horizon.

Pour savoir si un objet est circumpolaire, il suffit de connaître sa déclinaison, qui est sa latitude céleste. Celle-ci doit être comparée à un angle limite. Pour un lieu de latitude géographique phi (négative dans l'hémisphère sud, positive dans l'hémisphère nord), cet angle limite est de :
  • 90-phi dans l'hémisphère nord
  • -90-phi dans l'hémisphère sud.
Au niveau des pôles c'est donc le ciel entier qui est circumpolaire, tandis qu'à l'équateur seuls les 2 pôles le sont, au ras de l'horizon.

Pour la base antarctique Dumont d'Urville, située à la latitude géographique phi=-66°40', la déclinaison maximale que doit avoir un objet céleste pour pouvoir être circumpolaire est donc de -90°-(-66°40')= -23°20' (toutes les régions situées dans la région en vert). Cela regroupe donc par exemple les constellations du Centaure, du Loup, la majeure partie du Scorpion et du Sagittaire, toutes les constellations liées au bateau Argos (les Voiles, la Carène, la Poupe)...qui étaient déjà connues dans l'antiquité, car déjà observable depuis les latitudes européennes. Mais les régions situées près du pôle céleste sud n'ont été connues que tardivement, suites aux expéditions maritimes vers l'hémisphère sud. Elles ont donc des noms qui n'ont rien de mythologiques : ce sont l'Octant, la Table, le Réticule, le Triangle Austral, le Microscope, le Télescope, la Machine Pneumatique... Des constellations australes qui pour beaucoup ont été inventées par l'astronome français Nicolas Louis de Lacaille (1713-1762), lors de son séjour au Cap.

Aux alentours du solstice d'été (21 décembre dans l'hémisphère sud), la déclinaison du Soleil passe cet angle limite (elle atteint -23°27'  au maximum, 23°27' étant également l'inclinaison de la Terre) et devient par conséquent circumpolaire. C'est alors le fameux "Soleil de minuit". Plus l'on se rapproche des pôles, plus la période où le Soleil est circumpolaire est longue: de quelques jours au niveau du cercle polaire (à 66°33', donc très près d'ici) à 6 mois au pôle même.
Le timelapse suivant a été réalisé sur 3h, durée maximale de la batterie de l'appareil photo. Il s'agit d'une série d'images prises avec un objectif 18 mm ouvert à 3.5, un temps de pose de 25s et une sensibilité de 6400 ISO . Un temps d'attente de 2s a été laissé entre chaque photo pour l'enregistrement des fichiers. Le logiciel StarMax permet ensuite la superposition des photos pour laisser apparaître les trainées.
Grâce à cela, on peut mettre en évidence la rotation terrestre et la position du pôle céleste sud. On constate ainsi que dans l'hémisphère sud, il n'y a pas d'équivalent de l'étoile Polaire. La plus proche étoile, Sigma de l'Octant, se situe certes à moins d'un degré du pôle céleste sud, mais avec sa magnitude de 5.45, elle est aux limites des capacités de l’œil humain (en moyenne capable de voir jusqu'à la magnitude 6).

Cependant cette situation n'est que temporaire au fur et à mesure que l'axe de la Terre effectue sa rotation de précession (un mouvement de rotation comparable à celui de l'axe d'une toupie, d'une durée de 24 800 ans).

Vers l'an 8060 il passera à 36' de la brillante Aspidiske (Iota de la Carène, de magnitude 2.2), soit à peine plus que le diamètre apparent de la Lune.
Et vers l'an 9200 ce sera le tour de delta des Voiles, encore plus brillante, de magnitude 1.95. Dans le même temps, dans l'hémisphère nord, alpha de la Petite Ourse finira par ne plus mériter son nom de Polaris.
Voici l'image prise au début du timelapse. On y voit parfaitement les Nuages de Magellan, deux petites galaxies irrégulières situées en orbite autour de la Voie Lactée. Ceux-ci sont visibles à l’œil nu.
La version légendée.
La dernière image, 3h plus tard.
La version légendée.
L'addition de toutes les images.On remarque la présence de la trace d'une étoile filante  (en bas, légèrement à droite du centre) et d'un satellite en orbite quasi polaire (en haut).








Base antarctique Dumont d'Urvillle - 13 mai 2013, 16h47

Pression atmosphérique 990.3 hPa
Température -24.8 °C
Température du point de rosée -20.8 °C
Humidité relative 49 %
Windchill (température ressentie) -36.2

Vent
-Direction 080 ° (E)
-Vitesse moyenne 5.2 m/s (18.7 km/h)
-Vitesse max 7.5 m/s (27.0 km/h)

Observation à 12h TU
-Visibilité 15 000 m
-Nébulosité totale 1/8
-1/8 de cirrus à 6000 m

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