Pourquoi la position des astres (AH, Dec) semble-t'elle changer selon la position de l'observateur ?

[Philippe2]

Bonjour,

En utilisant le logiciel Stellarium, j'ai constaté un truc que je ne comprends pas : les coordonnées d'un astre changent en fonction de la position de l'observateur sur la Terre.

Par exemple, je prends la position de la lune à 0h TU, le 01/01/2019. Si je suis à la position lat=0°, long=0°, l'angle horaire AH de la lune est de 1h 5min 33.01s, et sa déclinaison Dec est de N19° 38' 38.4". Mais si je suis à la position L=50°N et G=0°, la position de la lune devient AH=1h 5min 6.99s et Dec=N18° 47' 45".

Pouvez-vous m'expliquer cela, ou m'indiquer où je pourrais trouver une explication de ce phénomène (ou de mon erreur) ?

Merci

Modifié 17 octobre 2019 par Philippe2
Modification

[popov]

Salut et bienvenue !

 

Tiens je ne m'étais jamais posé la question. Mais la réponse me semble logique même si elle ne relève que de ma déduction et que je peux me tromper : La lune est très en avant plan par rapport au fond étoilé qui sert à déterminer le système de coordonnées ascension droite / déclinaison. Donc si on l'observe de deux endroits différents sur Terre à un instant T, l'angle ne sera pas le même et elle semblera légèrement décalée par rapport aux étoiles en arrière plan. D'où les coordonnées légèrement différentes que tu as trouvé.

 

Pour mieux comprendre on peut prendre le cas d'une éclipse solaire. Tu sais que ce phénomène ne touche qu'une bande bien peu large lorsque l'ombre de la lune parcourt la surface terrestre. Quand t'es au centre de l'ombre les coordonnées Soleil et Lune sont idem, c'est bien pour cela qu'ils se superposent et font l'éclipse. Si tu es en dehors de la zone d'éclipse exactement au même moment, c'est bien que les coordonnées AD/déc ne sont pas identiques puisque les deux astres ne sont pas superposés. Ta position sur Terre a donc impacté l'AD/Déc de la Lune. Et du soleil surement aussi, mais dans une bien moindre mesure vu qu'il est vachement plus loin et que l'écart angulaire est beaucoup plus faible. Dans la même logique tu dois pouvoir trouver de très faibles écarts de position avec les planètes suivant ton emplacement sur Terre. A moins que le programmeurs du logiciel n'en aient pas tenu compte en se disant que ces écarts sont vraiment très faibles et peu significatifs.  

 

Edit, histoire d'en rajouter une couche. Si tu te déplaces sur Terre comme dans ton exemple ta position va changer de quelques milliers de km. Mais la Terre elle elle se déplace au bout d'un diamètre de 300 millions de km centré sur le soleil. Avec un tel décalage à 6 mois d'intervalle ce sont même les coordonnées des étoiles qui changent en cours d'année en fonction de leur éloignement. Même si c'est totalement minime et indécelable pour les amateurs y compris pour les étoiles les plus proches. Cf notion de parallaxe et de parsec.

 

Voilà voilà.

[Philippe2]

Merci beaucoup Popov de cette réponse qui est sûrement la bonne. Mais il va me falloir mieux comprendre à quoi correspondent vraiment les coordonnées de position d'un astre. Dans mon idée en effet je croyais que ces coordonnées étaient celles de la position apparente des astres sur la surface intérieure d'une gigantesque sphère (la sphère céleste) sur laquelle on avait projeté l'équateur terrestre (pour la déclinaison) et le méridien de Greenwich (pour l'angle horaire), sans tenir compte de leur distance. Pour moi, c'étaient des coordonnées "absolues". Manifestement, c'est un peu plus compliqué....

['Bruno]

Tu peux chercher sur internet avec le mot-clé « parallaxe de la Lune ». C'est un angle qui vaut environ 1° et correspond à la différence de position selon qu'on l'observe d'un point de la Terre ou de son centre (il vaut la moitié du diamètre apparent de la Terre vue de la Lune).

 

Les coordonnées des astres, comme l'angle horaire, l'ascension droite, la déclinaison, etc., sont définies de plusieurs façons ;

- on dit que ce sont des coordonnées géocentriques si elles sont calculées par rapport au centre de la Terre ;

- ce sont des coordonnées topocentriques si elles sont calculées depuis le lieu de l'observateur ;

- ce sont des coordonnées apparentes si, de plus, il ne s'agit pas de la position réelle de l'objet mais de la position observée (elle est différente à cause de la réfraction atmosphérique, de la nutation ou de l'aberration notamment).

 

Les lois de la mécanique céleste permettent de calculer les coordonnées géocentriques (ou même héliocentriques pour les planètes), et ensuite on corrige pour avoir les coordonnées topocentriques ou apparentes.

 

La sphère céleste peut être en effet vue comme une gigantesque sphère, mais ayant un centre : soit celui de la Terre, soit la position de l'observateur. Il faut tenir compte des distances pour les objets proches (Système Solaire). C'est évident dans le cas d'une éclipse de Soleil comme l'a expliqué Popov. Mais ça peut aussi se voir dans le cas d'un passage de Vénus ou Mercure devant le Soleil : les planètes proches et le Soleil ont une parallaxe non négligeable.

 

[Philippe2]

Merci beaucoup pour ces explications détaillées. Un détail me chiffonne cependant :

Prenons le cas du soleil. Il est passé aujourd’hui au-dessus du méridien de Greenwich vers 11:45:13 TU. A cet instant son Angle Horaire AH était de 0h 0min 0s, et sa déclinaison de 9°35' S. Un observateur placé sur terre à cet endroit (Longitude 0°, Latitude S 9°35', ) et à cet instant l'aurait vu à son zénith. En d'autres termes et sauf erreur de ma part, il semblerait que les coordonnées du soleil correspondent à celles du point subsolaire.

Mais dans ce cas quelles sont les coordonnées exactes du point situé sur terre à la verticale de la lune ? Dans l'exemple cité dans mon premier post, et si j'applique le même principe que pour le soleil, les coordonnées de ce point seraient W 16°23,2'  N 19°38,6' si l'observateur est par 0° 0°, et W 16°16,7'  N 18°47,7' s'il est par 0° N50°....  Où me trompe-je ? 😉

Merci de votre patience...

['Bruno]

il y a 55 minutes, Philippe2 a dit :

Mais dans ce cas quelles sont les coordonnées exactes du point situé sur terre à la verticale de la lune ?

Tu veux dire le point situé sur Terre qui voit la Lune au zénith ?

Si la déclinaison de la Lune est de +20°, il s'agira du point situé à 20° de latitude nord (en négligeant la parallaxe lunaire) pour lequel la Lune passe au méridien (angle horaire nul). Si la Lune était fixe, on pourrait dire que ce serait tous les points de la Terre de latitude +20°, mais elle bouge et sa déclinaison va croître ou décroître, ce qui complique le truc.

 

il y a 55 minutes, Philippe2 a dit :

les coordonnées de ce point seraient W 16°23,2'  N 19°38,6' si l'observateur est par 0° 0°, et W 16°16,7'  N 18°47,7' s'il est par 0° N50°....  Où me trompe-je ?

Je ne suis pas sûr d'avoir bien compris, mais si j'ai bien compris, l'erreur de ton raisonnement est que tu utilises les coordonnées de la Lune vue par l'observateur à 50° N pour savoir qui voit la Lune au zénith. Or, pour les gens qui ont la Lune au zénith, ses coordonnées sont différentes à cause de la parallaxe.

 

Une bonne méthode serait peut-être de connaître les coordonnées géocentriques de la Lune (vue depuis le centre de la Terre). Ça marcherait si la Terre était ronde. En effet, soit O le centre de la Terre et L le centre de la Lune, et notons P le point d'intersection du segment [OL] avec la surface terrestre. Si la Terre est une sphère, les gens situés en P ont la Lune à leur verticale. De plus, les coordonnées de la Lune par rapport à P sont les mêmes que par rapport au centre de la Terre (faire un dessin pour s'en convaincre). Comme la Terre n'est pas sphérique, les choses sont un poil plus compliquées.

[popov]

Pour savoir si on a la lune au dessus du ciboulot suffit de passer en coordonnées altaz. Ce que je ne sais pas c est s il y a des programmes qui permettent de faire ce type de recherche "à l envers" : tu donnes la cible et les coordonnées (donc altaz) à un instant T et on t indique où il faut être sur terre pour avoir cette configuration. 

[Philippe2]

En fait c'est ça, ma question pourrait se résumer en :

Sur une terre considérée comme une sphère parfaite et à un instant donné, quelles sont les coordonnées du point où la lune est au zénith ?

Merci.

 

[Eldra]

Si la rotation de la terre et celle de la lune autour de la terre sont sur le même plan alors il faudra être a l'équateur . Si tu veux aller plus loin si ta lune met autant a faire le tour de la terre que la terre ne met de temps a faire une rotation sur elle même alors il existera un endroit sur cette terre ou des gens auront la lune au zénith H24.

 

Si tu vis sur une terre ou la lune tourne autour de celle-ci avec une différence de plan de 20° alors pour avoir la lune au zénith la latitude ira de -20° a +20° en fonction du temps de rotation de chacun des deux astres.

( Je sais pas si j'ai était clair mais on ne peut pas être plus précis que ça sans avoir connaissance de plusieurs paramètres que tu ne donnes pas) 

Mais bon comme dit plus haut , vu que la terre est plate il n'y a pas a se poser la question car c'est impossible

Modifié 19 octobre 2019 par Eldra

[Philippe2]

Le 19/10/2019 à 18:25, Eldra a dit :

( Je sais pas si j'ai était clair mais on ne peut pas être plus précis que ça sans avoir connaissance de plusieurs paramètres que tu ne donnes pas) 

De quel paramètres aurais-tu besoin ?

Par exemple : quelles sont les coordonnées du point sur la Terre où la lune était au zénith le 01/01/2019 à 0h TU ?

Modifié 21 octobre 2019 par Philippe2
précision

[popov]

C'est peut être une question à poser aux photographes de paysages avec un fond astro, par exemple les gens qui te mettent le soleil pile dans l'axe d'une avenue ou M31 posé sur un piton rocheux. Ou les amateurs de conjonction style ISS qui passe devant la lune. Eux ils peuvent avoir besoin de ce type d'info. Si tu nous disais ce que tu veux faire, peut être qu'on pourrait mieux te guider...

[Philippe2]

Je ne veux rien faire de particulier, juste savoir et comprendre comment on calcule les coordonnées du point de la Terre où la lune est au zénith, à un instant donné.