Introduction

Les marins et les anciens pilotes d’avions se dirigeaient grâce aux étoiles.
Peut-être que certains oiseaux le font également lors de leurs migrations.
Alors, pourquoi pas nous ?

Le Projet

L’activité se déroule en deux temps :
 le jour : une phase d’explication et de découverte du ciel, avec du matériel, des schémas
 la nuit : une phase d’observation à l’extérieur, les mains dans les poches, mais bien couvert pour ne pas avoir froid.

EXPLICATION :

• Les constellations : La position des étoiles, les unes par rapport aux autres, est à peu près fixe (les changements sont si lents qu’ils sont négligeables le temps d’une vie humaine).
  Nous avons donc pu établir des cartes figurant leurs positions.
  Pour se repérer plus facilement, les anciens ont relié certaines étoiles entre elles pour constituer des motifs.
  Ces motifs s’appellent des constellations (étoiles ensembles) et certaines d’entre elles sont très facilement repérables :

CONSTELLATIONS hémisphère nord

carte des principales constellations visibles depuis l’hémisphère nord

Rien ne nous empêche de « dessiner » des constellations personnelles…

• Les étoiles : Et chaque étoile de chaque constellation a été nommée : en voici quelques-unes, parmi les plus brillantes :

ETOILES hémisphère nord

carte des principales étoiles visibles depuis l’hémisphère nord

Rien ne nous empêche de donner des petits noms à nos étoiles préférées…

• L’étoile polaire : La voûte étoilée tourne en permanence au dessus de nos têtes (à moins que ce ne soit nous qui tournions sur nous-mêmes ?)
  Elle tourne autour d’un point qui semble fixe :

ciel étoilé en rotation, monochrome

photographie en mode pause montrant la rotation des étoiles autour d’un centre
Photographe : Michael Sinclair

c’est l’étoile polaire, qui se trouve dans le prolongement de notre axe de rotation terrestre… Elle montre la direction du pôle nord géographique.

étoile polaire

l’étoile polaire : tout semble tourner autour d’elle

Pour la trouver, rien de plus simple : il suffit de repérer la Grande casserole (aussi appelée le Grand Chariot) qui fait partie de la constellation de la Grande Ourse (Ursa major), puis de reporter cinq fois la distance entre Merak et Dubhe au-dessus de la grande casserole et l’on « tombe » sur la polaire.

Celle-ci est située à l’extrémité de la petit casserole (autre nom de la Petite Ourse, Ursa minor) :

trouver l’étoile polaire

trouver l’étoile polaire à partir de la grande ourse

qui nous indique le nord !

• À vos boussoles ! Lorsque vous comparerez la direction du nord de la boussole avec la direction de l’étoile polaire, il y aura peut-être un écart.

angle de déclinaison

écart entre pôle magnétique et pôle géographique

• L’angle de déclinaison : La différence s’appelle l’angle de déclinaison. C’est que le pôle magnétique terrestre se trouve à 1900 km du pôle géographique, et se déplace de 40km par an…

situation des pôles

Différence entre pôle magnétique et pôle géographique

Selon la région d’où l’on observe, l’écart sera plus ou moins grand. Des cartes de ces déclinaisons sont établies. En voici une
(http://maps.ngdc.noaa.gov/viewers/h...) :

carte de déclinaison France 2015

carte de déclinaison Pôle magnétique/pôle géographique en France en 2015

 Le long de la ligne verte, la déclinaison est de 0° : la boussole montre le nord géographique.
 Le long de la première ligne bleue, la déclinaison est de 1°ouest (la boussole montre le nord à 1° à l’ouest).
 La deuxième ligne bleue : 2°ouest, et ainsi de suite.
 Le long de la ligne jaune, la déclinaison est de 1°est. La première ligne rouge : 2°est, et ainsi de suite.

• • Selon l’endroit : Du coup, dans certains endroits du globe terrestre, il vaut mieux connaître cette déclinaison : par exemple ici, à l’intérieur du cercle jaune, dans l’océan atlantique, l’écart est de 24°ouest. Il y a de quoi s’égarer !

angle de dclinaison dans l’océan atlantique

angle de dclinaison dans l’océan atlantique : dans le cercle jaune, la boussole indique le nord à 24° à l’ouest

• • Selon l’époque : Et comme le nord magnétique se déplace avec le temps il faut consulter de temps en temps ces cartes : il y a cinquante ans, la boussole montrait 7°de plus qu’aujourd’hui à l’ouest :

angle de déclinaison en France en 1960

angle de déclinaison en France en 1960

Donc, pour trouver le nord à Ushuaia, qui a une déclinaison de 12°, il faut diriger la boussole de la manière suivante :

Trouver le nord à Ushuaia

Comment placer la boussole en connaissant la déclinaison

Enfin, lorsque l’aiguille de la boussole est sur le nord magnétique à 0°, où se trouve le nord géographique ?

Nord géographique de quelques villes

Nord géographique de quelques villes

• Repérer d’autres constellations : Étudions mieux la Grande ourse :

La Grande Ourse

Étendue et étoiles de la Grande Ourse

 Sur cette carte, nous voyons que les sept étoiles qui constituent la grande casserole (ou le grand chariot), les plus brillantes de la constellation, font partie d’un ensemble plus grand, celui de la grande ourse. Le tracé en pointillés montre les limites du « domaine » d’Ursa Major : tout objet situé à l’intérieur de ces limites est dit « appartenir » à la grande ourse.

 Les étoiles sont symbolisées par des ronds plus ou moins gros selon leur brillance.

 Dans une même constellation, les étoiles sont classées (grossièrement) par brillance décroissante et désignées par une lettre grecque minuscule : la plus brillante s’appellera α (alpha) , la deuxième β (beta), etc.

 Et comme les étoiles ne sont pas toutes de la même couleur, les ronds sont de couleurs différentes.

 La grande casserole est formée par :
Dubhe (α de la grande ourse, α UMa), Merak (β UMa), Phecda (γ UMa), Megrez (δ UMa), Alioth (ε UMa), Mizar (ζ UMa) et Alkaid (η UMa)

 Comme pour trouver l’étoile polaire, elle va nous servir de repère et d’étalon pour trouver d’autres étoiles et constellations.

repérage des constellations à partir de la grande casserole

repérage des constellations à partir de la grande casserole

OBSERVATION :

Par une nuit claire, dans un endroit où le ciel est dégagé, loin des lumières des activités humaines, sans lune, c’est l’idéal.

 Prendre le temps d’accommoder les yeux à l’obscurité.

 Avec ce qui a été mémorisé pendant la phase d’explication, chercher les points de repère dans le ciel et trouver l’étoile Polaire.

 Tenter de retrouver les autres étoiles remarquables dont les points de repère ont été donnés à partir de la Grande Ourse. Pas si facile ? Alors on peut continuer en s’aidant avec du matériel :
 Une boussole, pour vérifier au passage qu’on ne s’est pas trompé.
 La carte imprimée de repérage des constellations.
 Une lampe masquée avec un papier rouge (crépon, papier de bonbon) pour ne pas être ébloui après avoir regardé la carte.

• Remarquer que sur la carte l’étoile Polaire est au centre, ce qui n’est pas le cas dans le ciel. Ceci est une introduction à l’activité suivante : repères terrestres et astronomiques, latitude, longitude, écliptique, méridiens, parallèles…
• Il se peut qu’il y ait une « étoile » bien brillante qui ne soit pas sur la carte : c’est peut-être une planète ? Ceci est une introduction à l’activité suivante : comment repérer les planètes dans le ciel ?

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