Sphère céleste
La sphère céleste, c’est cette immense voûte imaginaire qui nous entoure, sur laquelle on a l’impression que toutes les étoiles et les objets du ciel sont accrochés, comme s’ils se trouvaient tous à la même distance. Selon la façon dont on l’envisage, son centre peut être la Terre (géocentrique), l’observateur lui-même (locale) ou le Soleil (héliocentrique).
L’idée de la sphère céleste remonte à l’Antiquité, quand les astronomes, notamment Ptolémée, imaginaient les étoiles et les planètes fixées sur d’immenses sphères cristallines tournant autour de la Terre. Même si l’astronomie moderne a laissé ce modèle derrière elle, la sphère céleste reste un outil très pratique pour représenter et expliquer le ciel tel qu’on le voit depuis la Terre.
Dans ce modèle, l’observateur se trouve placé au centre de la sphère. Depuis ce point de vue, étoiles et planètes semblent tourner tout autour de lui. Deux repères très importants sont les pôles célestes, qui prolongent dans l’espace l’axe de rotation de la Terre, et l’équateur céleste, un cercle imaginaire situé exactement à mi-chemin entre ces deux pôles. L’équateur céleste divise le ciel en hémisphères nord et sud. Les cercles parallèles à cet équateur s’appellent les parallèles célestes.
D’autres cercles jouent aussi un rôle essentiel sur la sphère céleste. Les méridiens célestes sont de grands cercles qui passent par les deux pôles célestes, tandis que les parallèles célestes sont plus petits et tracés parallèlement à l’équateur céleste. Un autre cercle majeur est l’écliptique, qui représente la trajectoire apparente du Soleil dans le ciel tout au long de l’année. L’écliptique est incliné d’environ 23° par rapport à l’équateur céleste. Les points où il croise l’équateur céleste s’appellent les points équinoxiaux.
Depuis votre point d’observation sur Terre, le zénith correspond au point du ciel juste au-dessus de votre tête. À l’opposé, le nadir se situe exactement sous vos pieds. Le plan qui est perpendiculaire à cette ligne verticale, traverse le centre de la Terre et coupe la sphère céleste, s’appelle l’horizon (qu’on nomme aussi horizon céleste ou horizon astronomique).
On appelle cercles verticaux tous les cercles tracés perpendiculairement à l’horizon céleste et passant par le zénith et le nadir. Contrairement aux méridiens célestes, ces cercles ne passent pas par les pôles célestes. Celui qui relie l’Est (E) et l’Ouest (W) porte le nom de cercle vertical principal.
Alors, quelle est la différence entre le Zénith/Nadir et les pôles célestes ? Le zénith et le nadir changent en fonction de l’endroit où vous vous trouvez sur Terre : ils dépendent entièrement de votre position. Les pôles célestes, eux, sont définis par l’axe de rotation de la Terre et restent fixes dans le ciel, peu importe où vous êtes. En résumé, le zénith et le nadir bougent avec vous sur le globe, tandis que les pôles célestes restent immuables pour tous les observateurs.
Pour localiser précisément les étoiles et autres objets célestes, les astronomes utilisent des systèmes de coordonnées basés sur ces repères. Un autre point de référence essentiel est l’horizon astronomique, c’est-à-dire le plan perpendiculaire à la ligne verticale reliant le centre de la Terre à l’observateur. Cette ligne verticale rencontre la sphère céleste en deux points clés : le zénith au-dessus et le nadir en dessous.
La plupart des étoiles que vous apercevez dans le ciel nocturne sont ce que les astronomes appellent des étoiles fixes. Elles gardent toujours la même position les unes par rapport aux autres sur la sphère céleste, formant ainsi un décor stable qui sert de toile de fond pour repérer les mouvements d’autres objets. Ces étoiles sont regroupées en constellations, qui fascinent et guident les passionnés d’astronomie depuis des millénaires.
