La mesure du temps en astronomie

Résumé du document

En astronomie, l'unité de temps est le jour, c'est-à-dire la durée de la rotation de la Terre sur son axe, mais cette durée peut être appréciée de différentes façons. C'est de là que proviennent les différents types de temps, par exemple le temps sidéral et le temps solaire.
Les astronomes ont défini le ciel par la notion de sphère céleste. Il s'agit d'une sphère imaginaire de grand diamètre, concentrique à la Terre, sur laquelle semblent être réparties les étoiles. Les pôles célestes sont situés dans le prolongement de l'axe de rotation de la Terre. Le pôle céleste nord est appelé pôle boréal, le pôle céleste sud pôle austral ; l'axe qui les joint est l'axe céleste autour duquel s'effectue la révolution apparente des astres. L'équateur céleste est le grand cercle perpendiculaire à la ligne des pôles.

Extraits

[...] L'angle horaire et l'ascension droite Il existe différents types de plans de référence en astronomie. L'un d'eux est le plan horaire. Il s'agit d'un plan passant par les pôles célestes boréal et austral. Comme on le figure sur la sphère céleste, on l'appelle cercle horaire. L'angle horaire est l'angle mesuré entre le méridien du lieu et un cercle horaire passant par l'astre dont on veut mesurer la position. Cet angle est exprimé en heures minutes et secondes d'où son nom. [...]

[...] Le temps sidéral est une indication importante pour l'observation pratique. La définition astronomique exacte est la suivante : il s'agit de l'ascension droite de l'étoile. Par exemple, lorsqu'une étoile se trouve précisément à 4 heures en ascension droite, le temps sidéral est de 4 heures. Le temps sidéral correspond à l'intervalle de temps écoulé depuis le dernier passage du point vernal au méridien du lieu d'observation. Si l'on ne tient compte que du mouvement de précession, l'écliptique, l'équateur et le point vernal définis sont dits moyens. [...]

[...] Il en fait le tour en ans. La précession résulte d'un double phénomène : l'existence d'un renflement équatorial et l'inclinaison de l'équateur sur l'écliptique. Comme la Terre n'est pas sphérique (le diamètre équatorial est plus grand d'environ 21km que le diamètre polaire), l'action combinée de la gravitation du Soleil et de la Lune sur le renflement équatorial du globe terrestre soumet la Terre à un couple de forces qui tend à ramener le bourrelet équatorial vers le plan de l'écliptique. [...]

[...] Sa durée est de 24 h. La différence de près de quatre minutes entre le jour sidéral et le jour solaire est due au mouvement de la Terre sur son orbite. La modélisation informatique permet de mettre en évidence ce phénomène. Considérons un moment où le Soleil et une lointaine étoile se trouvent dans la même direction au méridien. Après un jour sidéral, l'étoile se situe de nouveau au méridien. Entre-temps, la Terre, dans sa révolution autour du Soleil, a accompli un petit tronçon en biais sur son orbite, mais ce déplacement est dérisoire à cause de la distance quasiment infinie de l'étoile. [...]

[...] Elle a une durée de 365 jours heures minutes et 9,77 secondes. Le mois sidéral est invariable quand il est mesuré en unité de jour sidéral ; par contre, mesuré en unité de jour solaire, sa longueur varie selon le mois : elle peut aller de 27,03 à 27,61 jours. Un jour sidéral est la durée d'une rotation complète de la Terre par rapport au point vernal : 23 heures minutes et 4,09 secondes. Une seconde sidérale est la ème partie d'un jour sidéral. [...]