Généralités

L’astronomie est née la nuit où un être vivant a regardé le ciel pour la première fois, et elle ne cesse de se développer depuis. Elle représente de nos jours une des branches les plus actives de la Science. Les progrès accomplis depuis un siècle sur ce que nous savons du cosmos sont prodigieux.
La vision que nous avons maintenant de l’Univers, de ses dimensions, de sa vie bouillonnante et de son évolution constitue un apport majeur aux connaissances humaines.

Définition : Science des astres qui étudie tous les objets présents dans l’Univers.
Cette science a pour but de répondre aux questions de l’Homme sur l’Univers, et utilise tous les moyens d’analyse mis à sa disposition par les autres sciences et techniques. L’astronomie se distingue de celles-ci, en particulier, par l’immensité des distances et des durées qu’elle doit considérer.

Les domaines de l’astronomie

Le premier aspect de l’astronomie, l’astronomie pratique, est le rassemblement des données concernant les divers objets célestes, par l’observation, l’exploration et l’analyse en laboratoire de matériaux d’origine extraterrestre (météorites, échantillons prélevés), à l’aide des techniques les plus diverses (de l’observation visuelle à la sonde spatiale). L’observation porte nécessairement sur l’intégralité du spectre électromagnétique (des ondes hertziennes aux rayons γ).

Le second aspect de l’astronomie, l’astronomie théorique, est le travail d’analyse et d’interprétation des données recueillies, en vue d’expliquer la nature et le comportement des objets célestes. On distingue deux grandes parties : l’astronomie fondamentale, qui a pour objet l’étude des astres du point de vue de la mécanique (cinématique et dynamique des corps célestes) ; l’astrophysique, qui a pour objet l’étude des astres du point de vue de la physique des phénomènes dont ils sont le siège (physique nucléaire, électromagnétisme, etc.).
À côté de ces domaines apparaissent l’astrobiologie, ou exobiologie, qui étudie les possibilités d’existence d’une vie extraterrestre, et l’astrochimie, qui étudie la formation des composés chimiques, en particulier organiques, dans les milieux stellaires ou planétaires. Tous ces domaines de l’astronomie, bien que très différents par leurs méthodes et leur objet, sont en fait fortement complémentaires. L’interprétation globale des résultats qu’ils fournissent donne lieu à la recherche de modèles de l’Univers, théories physico-mathématiques décrivant l’Univers de façon plus ou moins unitaire (cosmologie), ainsi qu’à la recherche d’une explication de l’origine de l’Univers et de la formation des objets qui le composent (cosmogonie).
L’astronomie présente également un intérêt dans plusieurs domaines « terrestres » : météorologie (action du Soleil sur l’atmosphère) ; géodésie (étude de la forme de la Terre) ; télécommunications (étude des perturbations) ; astronautique ; navigation ; étude des marées.
Enfin, l’observation astronomique d’amateur est une activité de loisir que pratiquent des milliers de fervents.

                                                                             Les objets célestes

Les astres peuvent être classés, suivant leur situation dans l’espace, en trois catégories, auxquelles correspondent des branches spécialisées de l’astronomie.

Objets du système solaire
Une première catégorie est celle des objets du système solaire (astronomies planétaire et solaire), comprenant notamment :
• le Soleil, étoile moyenne, centre d’attraction gravitationnelle de ce système ;
• les planètes (Mercure, Vénus, Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune), les planètes naines (Eris, Pluton, Cérès), leurs satellites naturels, qui sont des      objets de masse relativement petite, faits de matière à l’état condensé ;
• les astéroïdes, petites planètes dont le diamètre est inférieur à 1’000 km et qui gravitent en très grand nombre entre Mars et Jupiter ;
• les comètes, dont le noyau solide est entouré d’une nébulosité faite de gaz et de poussières, et qui s’étire en une longue traînée ;
• les météorites, corps solides de composition variable (métal, roche), dont la masse peut
  varier de quelques grammes à plusieurs tonnes ;
• la matière interplanétaire, constituée de masses diffuses de micrométéorites, de poussières, de gaz, de plasmas (vents solaires).

Objets galactiques
Une deuxième catégorie est celle des objets de notre Galaxie, la Voie lactée (astronomies stellaire et galactique) comprenant :

les étoiles, masses gazeuses denses, de haute température, en équilibre thermodynamique et hydrodynamique, sièges de réactions nucléaires, et dont l’état    varie dans le temps (de la formation à l’explosion ou à la condensation finale : proto-étoiles, géantes rouges, naines blanches, novæ, étoiles à neutrons,        pulsars, naines brunes, etc.) ;
les amas, groupes d’étoiles liées physiquement ;
les nébuleuses, masses gazeuses diffuses à partir desquelles se forment les étoiles par concentration gravitationnelle ;
la matière interstellaire, constituée de poussières cosmiques, de gaz, de molécules interstellaires parfois complexes ;
les rayons cosmiques, formés essentiellement de protons de haute énergie parcourant l’espace à de très grandes vitesses, et dont l’origine est mal connue.

Objets extragalactiques
Une troisième catégorie est celle des objets extragalactiques (astronomie extragalactique) comprenant :

les galaxies extérieures, qui sont des systèmes stellaires groupant en moyenne 100 milliards d’étoiles ; la typologie des galaxies montre une grande variété de taille, de forme, d’âge et d’aspect. On a longtemps hésité à y ranger les radiogalaxies, qui émettent essentiellement dans le domaine hertzien, et les quasars, objets extrêmement lointains émettant une énergie gigantesque ;
• les amas de galaxies, pouvant grouper un millier de galaxies, et les superamas ;
• les rayonnements qui baignent tout l’Univers, en particulier le rayonnement fossile à 2,73 K, dont l’existence a fourni une des preuves les plus fortes du modèle du big-bang .

Source : WebEncyclo/Ed. Atlas AE/01.13

Découverte de l’astronomie
La meilleure initiation consiste à observer le ciel à l’oeil nu ou à l’aide d’une paire de jumelles. Cela nécessite quelques conditions favorables et un minimum de matériel.
Emplacement, conditions générales
Autant que possible, partir en rase campagne et surtout profiter des séjours en montagne : plus c’est haut plus c’est beau ! Choisir un emplacement dégagé d’où l’on voit en tout cas la région Sud du ciel. Eviter les lumières parasites : réverbères, éclairage domestique, phares de voitures.
L’oeil n’atteint son maximum de sensibilité nocturne qu’au bout de 10 à 20 minutes; donc, si on se laisse brusquement éblouir, l’accommodation est à recommencer ! La lumière de la lampe de poche doit être tamisée à l’aide d’un filtre rouge ou vert (éclairage inactinique).
Les soirées approchant de la Pleine Lune sont inutilisables, mieux vaut les consacrer à l’étude théorique et au traitement des photos…
Il faut se méfier du froid, même en été: un astronome bouge peu, et une soirée d’observation où l’ongrelotte tourne inévitablement court ! Prévoir plusieurs couches de vêtements chauds, se munir de chaussures confortables (type « moon-boots »). Côté coiffure, l’idéal est une cagoule sans visière,enveloppant bien la tête et le cou. Ne pas oublier le thermos de thé ou de café.
Pour l’observation du ciel à l’oeil nu et aux jumelles, l’idéal est une chaise-longue aisément réglable en hauteur. Prévoir aussi une petite table de camping pour poser cartes et atlas à portée de main.

La carte tournante « Cherche-étoiles »

Il en existe plusieurs modèles disponibles dans les librairies, notamment la carte « Sirius » ou la carte « Alpha 2000 ». Celles-ci sont complétées par une brochure très instructive. Correctement réglée pour le jour et l’heure d’observation, la carte tournante permet de se repérer aisément sur le ciel.
Se tourner face au Sud, en tenant la carte à bras tendus, à environ 45 degrés en direction du ciel, le Sud de la carte regardant vers le sol : les constellations du ciel coïncident alors à peu près, en orientation, avec leur image sur la carte.

Repérer les alignements classiques :
Au printemps, Petite Ourse – Grande Ourse – Bouvier – Vierge
 
En été le grand triangle Véga – Deneb – Altaïr (constellations de la Lyre, du Cygne et de l’Aigle).

Un bon point de repère est également fourni par la constellation d’Hercule, sorte de carrefour céleste.
En automne, le carré de Pégase domine le ciel.
En hiver, les plus belles constellations forment un
hexagone célèbre : Cocher – Taureau – Orion – Grand Chien – Petit Chien – Gémeaux.
La carte tournante permet déjà de repérer les principaux amas d’étoiles, nébuleuses et galaxies. Mais assez vite, le besoin d’un instrument optique un peu plus puissant que l’oeil nu se fait sentir.
Un paire de jumelles est l’auxiliaire d’observation le plus simple et le plus satisfaisant, même un astronome avancé ne le dédaigne pas. Son principal avantage, la vision binoculaire, donne un sentiment de jouissance esthétique plus grand que la vision monoculaire.

Quelle paire de jumelles choisir ?
Quelques notions essentielles :
Si l’on parle d’une paire de jumelles 8 x 30 ou 10 x 50 , cela signifie que le grossissement sera de 8, respectivement 10 fois ; les chiffres 30 et 50 désignent le diamètre, en millimètres, de la lentille avant.
Plus cette lentille est grosse, plus l’instrument recueille de lumière, mais cela signifie aussi qu’il est plus lourd et doit être en général d’une fabrication plus soignée. Il faut ainsi faire attention au grossissement, une paire de jumelles tenues à mains libres donne des images trop vacillantes si le grossissement dépasse 8 fois (ou 10 pour les gens forts et calmes). Au delà, il faut caler la jumelle sur un support et c’est rarement très satisfaisant.

Autre notion utile : la pupille de sortie donne le diamètre du faisceau lumineux sortant de l’instrument optique pour entrer dans l’oeil ; elle est le quotient du diamètre par le grossissement. Dans les deux exemples ci-dessus, 30/8 = environ 4 mm; 50/10 = 5 mm. Or, il faut se souvenir que la pupille d’un
être humain de 20 à 40 ans a un diamètre maximum d’environ 6 mm ; pour des sujets plus âgés, ce diamètre diminue régulièrement au fil des décennies.

La meilleure jumelle pour l’astronomie sera en principe celle dont la pupille de sortie s’ajuste le mieux à la pupille de l’oeil. En pratique, choisir une pupille de sortie variant entre 4 et 7 mm. L’idéal est probablement une jumelle de 7×40 ou 7×50 ou 10×50 ; les 8×30 de l’armée sont excellentes aussi.

Les conseils du marchand spécialisé seront utiles mais le mieux, si cela est possible, est de pouvoir tester quelques paires sur le ciel avant de se décider !
On ne peut comparer des optiques que si elles sont parfaitement réglées : l’écartement des tubes gauche et droit de la jumelle doit correspondre à l’écartement des yeux et il faut avoir pris soin de faire la mise au point séparément pour les deux yeux, sur un objet lointain. Le mieux est de se faire expliquer ces tours de main par un spécialiste. Ajoutons qu’un peu de pratique ne saurait nuire !

Pour une paire de jumelles, l’essai sur le ciel constitue le test de qualité le plus sévère. Lorsqu’elle est parfaitement réglée, les étoiles doivent y apparaître sous la forme de points très bien piqués, sans halos ni déformations en forme d’hirondelles. En outre, les images doivent être bonnes sur un champ assez étendu, ce qui est en général la condition la moins bien remplie dans les optiques bon marché. Au bord du champ, les images sont de toute façon moins piquées. Si, en partant du centre du champ, les images restent bonnes jusqu’au deuxième tiers avant le bord, on peut se déclarer satisfait.

Mesuré sur le ciel, le champ utile d’une paire de jumelles est d’environ 7 degrés (cas des classiques 8×30 ou 7×50).

Si on a cru bien faire d’acquérir un monstre de 10×70, 15×80 ou 20×100, il faut impérativement le fixer sur un trépied, mais alors l’inclinaison de l’optique varie face au ciel. Et il ne faut pas oublier qu’elle doit se retrouver chaque fois à hauteur d’oeil, ce qui n’est pas évident si on est couché sur une chaise-longue…

L’atlas du ciel
Un bon atlas apparaît vite comme une référence indispensable, car la moindre paire de jumelles permet d’aller beaucoup plus loin que ce que montre la carte tournante. Un des meilleurs est le Norton’s 2000.0 Star Atlas and Reference Handbook de A. P. Norton, édité par Longman en Angleterre. Outre ses cartes très lisibles, il comprend une partie théorique et un grand nombre de tables utiles.

Un excellent atlas, un peu plus détaillé, a été créé par l’astronome amateur Wil Tirion ; c’est le Sky Atlas 2000, édité par la Sky Publishing Corporation. Il en existe plusieurs versions, dont une de luxe en couleurs et reliée ; nous préférons, pour le travail à l’observatoire, l’édition avec étoiles noires sur
fond blanc, qui se présente en feuilles séparées de grand format. Du même auteur, Wil Tirion, l’Atlas du ciel de Cambridge, éditions Broquet, est très facile et
agréable à utiliser. Nous le recommandons pour débuter. 20 cartes très claires permettent un repérage aisé des principaux objets célestes (9’500 étoiles et 900 objets du ciel profond, magnitude limitée à + 6,5).

L’annuaire astronomique
Cet almanach de l’astronome est le complément nécessaire des cartes et atlas du ciel.
Ecrit en français par Guillaume Cannat, le Guide du Ciel présente, au jour le jour, les phénomènes astronomiques (éphéméride). Complété par des informations pratiques, des cartes, des conseils en matière d’équipement et par un guide des ressources (adresses utiles, livres essentiels, logiciels, sites Internet, etc), ce livre est un compagnon utile pour tous les passionnés du ciel.
Nous recommandons également l’annuaire rédigé en allemand, der Sternenhimmel.

Ouvrages de référence

De nombreux livres sur l’astronomie garnissent les rayons des librairies. Souvent magnifiquement illustrés, ces documents sont légion. Les meilleurs ne sont pas nécessairement ceux publiés en langue française.

Un tuyau… Les livres pour enfants et adolescents sont souvent d’excellents ouvrages d’initiation présentant des qualités didactiques certaines. Ils sont généralement attractifs et compréhensibles…

Il vaut la peine de lire régulièrement une revue mensuelle pour se tenir au courant de l’évolution des connaissances astronomiques : Orion, revue de la Société Astronomique de Suisse (il y a avantage à être bilingue pour la lire !) ou les revues françaises Ciel et Espace, Astronomie Magazine, L’Astronomie.
Pour ceux qui lisent l’anglais, la revue américaine Sky and Telescope est de loin le meilleur mensuel destiné aux amateurs. La revue allemande Sterne und Weltraum est très bonne aussi, mais d’un niveau assez élevé.

Sites Internet – Logiciels – Apps – Smartphones – Tablettes

Des milliers de sites Internet, de qualité variable, sont consacrés à l’astronomie. Les moteurs de recherche, les revues et les annuaires astronomiques donnent une multitude d’adresses permettant de surfer sur le WEB ou de s’y perdre… Il en va de même pour les applications (iOS, Android) qui sont destinées aux smartphones et tablettes tactiles.

Quelques adresses :
http://astro-vevey.ch                                   – la Société d’astronomie SAHL de Vevey
http://www.nasa.gov/                                   – le portail de la NASA
http://www.unige.ch/sciences/astro/                – l’observatoire de Sauverny à Genève
http://www.iap.fr/ – l’Institut d’astrophysique de Paris
http://www.lyoba.ch/etoile-des-enfants/ – questions et réponses pour les enfants
http://www.astropix.com/ – les pages personnelles de J. Lodriguez
http://www.obspm.fr/messier/map/map.html – les constellations et les objets Messier
http://heritage.stsci.edu/gallery/gallery.html – images du télescope spatial Hubble
http://perso.wanadoo.fr/pgj/index.htm – site personnel PGJ
http://www.astrosurf.com/ursa/ – union romande des sociétés d’astronomie