Toute personne intéressée par l’astronomie comprend que les étoiles sont dispersées dans l’espace tridimensionnel et ne sont pas, comme le pensaient les anciens, des points de lumière attachés à la sphère céleste. Le ciel nocturne était souvent imaginé par beaucoup comme une sorte de plafond ou de voûte.

Les étoiles sont généralement réparties de manière aléatoire dans l’espace. Leurs divers motifs et configurations seraient complètement différents si nous pouvions les observer de n’importe où dans notre galaxie. Les constellations en tant que telles ne sont qu’un arrangement aléatoire dans l’espace. Mais d’ici sur Terre, nous pouvons obtenir le même effet en regardant une ville ou un village la nuit et en remarquant comment les lampadaires et les lampes des maisons peuvent également former une « constellation ».

L’intensité réelle de chaque source lumineuse et sa distance déterminent sa luminosité pour le spectateur. Un réverbère à proximité, par exemple, peut être utilisé comme analogie avec Sirius, l’étoile la plus brillante du ciel. En effet, l’étoile Canis frappe principalement parce qu’elle n’est qu’à 8,6 années-lumière de nous. En fait, il brille environ 25 fois plus fort que notre Soleil. Mais le phare d’un phare éloigné peut sembler presque aussi brillant qu’un réverbère, malgré la plus grande distance.

Au sujet : Les étoiles les plus grandes et les plus brillantes de la galaxie

Magnitude apparente vs magnitude absolue

Prenez le célèbre triangle d’été, qui est juste au-dessus de nos têtes cette semaine vers 20h30, heure locale. Ses stars membres Deneb, Vega et Altair sont toutes à des distances très inégales de nous, ce qui en fait un assez bon exemple de la façon dont l’illusion de «voûte» 2D peut être trompeuse.

Le plus proche des trois est Altair, qui est à 16,7 années-lumière, suivi de Vega à 25 années-lumière ; mais Deneb est beaucoup plus loin, à 1400 années-lumière. Même si nous voyons la dernière étoile dans la lumière, qui a commencé son voyage à l’époque où les Vikings ont envahi l’Irlande, elle parvient toujours à être considérée comme une étoile de première magnitude, car il s’agit d’une supergéante bleue brillante, plus de 100 000 fois plus lumineuse. que le soleil.

Altair, Vega et Deneb sont les trois étoiles qui composent l’astérisme connu sous le nom de Triangle d’été. (Image reproduite avec l’aimable autorisation de l’application SkySafari) (s’ouvrira dans un nouvel onglet)

Mais nous ne pouvons pas juger de la luminosité stellaire en comparant une étoile à une autre en fonction de leur apparence de notre point de vue sur Terre. Lorsqu’ils comparent la luminosité intrinsèque d’étoiles proches et lointaines, les astronomes utilisent une échelle qui mesure leurs magnitudes absolues. Par définition, la luminosité absolue d’une étoile est la quantité qu’elle aurait si elle était vue à une distance de 32,6 années-lumière.

En d’autres termes, un parsec est une unité de distance utilisée en astronomie et est égal à 3,26 années-lumière (3,086 × 1013 kilomètres). Un parsec correspond à la distance à laquelle le rayon moyen de l’orbite terrestre forme un angle d’une seconde d’arc. Ainsi, dix parsecs – 32,6 années-lumière – est la distance « standard » à laquelle nous mesurerons la luminosité d’une étoile par rapport aux autres.

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S’il était en quelque sorte possible de déplacer Deneb sur une distance de 10 parsecs, il nous éblouirait avec une luminosité plus de six fois supérieure à celle de Vénus à son maximum, avec une magnitude de -6,9. D’autre part, comme Vega n’est pas beaucoup plus proche que 32,6 années-lumière, sa luminosité absolue (0,6) diffère peu de sa luminosité apparente (0,0).

Notre soleil médiocre

Mais qu’en est-il de notre propre étoile, le Soleil ? À une distance moyenne de 92,9 millions de miles (149,5 millions de kilomètres), il aveugle avec une magnitude apparemment aveuglante de -26,7. Mais gardez à l’esprit que comparé à la plupart des autres étoiles, le Soleil n’est rien de plus qu’une étoile moyenne. Si nous pouvions l’observer à une distance de 10 parsecs, ce serait un objet sombre de magnitude +4,8 à l’œil nu. Si vous voulez avoir une idée de la faible luminosité de cette lueur, jetez un coup d’œil au bol Ursa Minor. La plus sombre des quatre étoiles qui composent le bol, Eta Ursa Minor n’est que légèrement plus faible à une magnitude de +4,9.

Donc, si on éloigne notre soleil de 10 parsecs de sa position actuelle, on aura du mal à l’identifier par rapport aux étoiles sans atlas stellaire, et si on tient compte de la pollution lumineuse, on ne pourra pas le voir à le tout sans atlas stellaire. des jumelles ou un petit télescope.

De Pluton ?

Pendant que nous parlons de la façon de voir le soleil de loin, à quoi ressemblerait-il depuis la périphérie du système solaire, disons, depuis la planète naine Pluton ?

Par conséquent, il est souvent décrit dans les livres d’astronomie comme rien de plus qu’une « étoile très brillante », donnant l’impression qu’il imite Vénus dans un ciel de Pluton. En 1960, l’Office national du film du Canada a réalisé un excellent documentaire intitulé L’Univers. En parlant de Pluton, le narrateur du film Douglas Rain (qui plus tard a exprimé Hal dans le film de 1968 2001 : L’Odyssée de l’espace) commente :

« Sa surface se déplace dans une obscurité éternelle et un froid inimaginable car le soleil est à quatre milliards de kilomètres, juste un grain d’étoiles dans le ciel. »

Ici la question se pose : en est-il vraiment ainsi ?

A une distance moyenne du Soleil, Pluton est 39,4 fois plus loin que la Terre. Si nous utilisons la loi du carré inverse, la luminosité du soleil ici diminuera de 39,4 au carré, soit 1552,36. Cela nous donnerait une magnitude apparente de -18,7 pour le Soleil vu de Pluton. Puisque la pleine lune a une magnitude de -12,7, le soleil de Pluton sera aussi brillant que 400 pleines lunes.

A peine une « tache d’étoiles » dans le ciel !

Attrapez Orion maintenant

Orion est situé sur l’équateur céleste et peut être vu partout dans le monde. (Crédit image : Eric via Getty Images) (s’ouvrira dans un nouvel onglet)

Si vous êtes un lève-tôt, vous devez absolument régler votre réveil vers 5 heures du matin, sortir et profiter de la vue sur Orion, le Mighty Hunter, qui domine le ciel du sud-est à cette heure du matin. Maintenant, avant que les températures et le temps locaux ne deviennent trop froids et rigoureux, vous pouvez admirer Orion et sa suite dans un confort relatif.

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La plupart des étoiles de cette constellation sont à des milliers d’années-lumière ou plus éloignées de nous. Ce sont de véritables balises galactiques ! Alnilam, l’étoile moyenne de la ceinture d’Orion, par exemple, est plus de 200 000 fois plus brillante que le Soleil.

Les deux étoiles d’Orion sont des observateurs innocents et n’ont rien à voir avec les autres étoiles de cette constellation, étant beaucoup plus proches de nous. Bételgeuse dans l’épaule droite de Hunter est à environ 500 années-lumière. C’est une supergéante rouge d’une variable irrégulière, égale en luminosité à 87 000 soleils. Sur l’autre bras se trouve Bellatrix, à environ 250 années-lumière. Il est heureux, bien sûr, que ces deux luminaires se trouvent dans la même direction que les autres étoiles plus éloignées d’Orion, car sans eux, nous ne pourrions pas imaginer un puissant chasseur dans notre ciel d’hiver !

Cependant, dans un avenir lointain, Orion n’apparaîtra pas aussi brillant et visible que notre système solaire s’en éloigne à 12 miles par seconde. Le pic du mouvement du Soleil dans l’espace est près de Vega, presque en face d’Orion dans le ciel.

Une autre facette du ciel en trois dimensions.

Joe Rao est instructeur et conférencier invité au Hayden Planetarium de New York. (s’ouvrira dans un nouvel onglet). Il écrit sur l’astronomie pour le magazine Natural History. (s’ouvrira dans un nouvel onglet)Almanach du fermier (s’ouvrira dans un nouvel onglet) et autres publications. Suivez-nous sur Twitter @Spacedotcom (s’ouvrira dans un nouvel onglet) et sur facebook (s’ouvrira dans un nouvel onglet).