coordonnées équatoriales

Imaginez le ciel comme une sphère entourant la Terre. L'équateur terrestre se prolonge sur cette sphère et devient l'équateur céleste. Pour repérer un astre, on donne alors deux angles, comme deux indications complémentaires sur une carte.

L'ascension droite indique le déplacement vers l'est à partir du point vernal et se lit en heures. La déclinaison indique l'écart au-dessus ou au-dessous de l'équateur céleste, en degrés positifs au nord et négatifs au sud.

Les coordonnées équatoriales forment un système de repérage sur la sphère céleste. Son plan de référence est l'équateur céleste, projection de l'équateur terrestre. Son axe polaire coïncide avec l'axe de rotation de la Terre, et l'origine choisie sur l'équateur céleste est le point vernal.

La première coordonnée, appelée ascension droite et notée α, est l'angle mesuré vers l'est depuis le point vernal jusqu'à la projection de l'objet sur l'équateur céleste. Elle s'exprime en heures, minutes et secondes sur un tour partagé en 24 heures. La seconde, appelée déclinaison et notée δ, est l'angle entre l'équateur céleste et la direction de l'objet. Elle s'exprime en degrés : δ est positive dans l'hémisphère céleste nord et négative dans l'hémisphère céleste sud.

En dehors des pôles célestes, une paire (α, δ) caractérise ainsi la direction d'un objet dans ce référentiel. Aux pôles, δ vaut +90° ou −90° et α n'est pas unique. Puisque 24 heures correspondent à un tour de 360°, une heure d'ascension droite correspond exactement à 15°. En notant α_h la valeur numérique de l'ascension droite exprimée en heures et α_deg sa valeur numérique exprimée en degrés, cette équivalence s'écrit : ${\alpha }_{\mathrm{d}\mathrm{e}\mathrm{g}}=15{\alpha }_{\mathrm{h}}\backslash alpha\_\{\backslash mathrm\{deg\}\}=15\backslash alpha\_\{\backslash mathrm\{h\}\}$. D'autres formules sont nécessaires pour passer à un autre système de coordonnées célestes.

Un objet céleste possède l'ascension droite α = 5 h 30 min et la déclinaison δ = +20°. On veut placer sa direction dans le repère équatorial et exprimer α en degrés. Les données sont donc 5 heures, 30 minutes, le facteur exact 15° par heure et une déclinaison de +20°.

1. Convertir les 30 minutes en heure : $30÷60=\mathrm{0,5}30\backslash div60=0\{,\}5$ h.
2. Additionner les deux durées : $5+\mathrm{0,5}=\mathrm{5,5}5+0\{,\}5=5\{,\}5$ h.
3. Convertir l'ascension droite : $\mathrm{5,5}\times {15}^{\circ }={\mathrm{82,5}}^{\circ }5\{,\}5\backslash times15^\backslash circ=82\{,\}5^\backslash circ$.
4. Partir du point vernal, avancer de 5 h 30 min vers l'est sur l'équateur céleste, puis monter de 20° vers le nord céleste.

La direction obtenue est donc (α, δ) = (5 h 30 min, +20°), soit (82,5°, +20°) si les deux angles sont écrits en degrés. Le contrôle est immédiat : 82,5° divisés par 15° par heure redonnent exactement 5,5 h, donc 5 h 30 min.

Pour lire la position d'un objet dans un repère équatorial, commencez par l'ascension droite depuis le point vernal, dans le sens est. Lisez ensuite la déclinaison à partir de l'équateur céleste et contrôlez son signe : positif au nord, négatif au sud.

Si deux ascensions droites doivent être comparées avec des angles en degrés, convertissez-les avec 15° par heure. Pour l'exemple α = 5 h 30 min, la valeur équivalente est exactement 82,5°.

Si les données à rapprocher appartiennent à un autre système de coordonnées célestes, une simple lecture de α et δ ne suffit pas. Il faut employer la formule de conversion adaptée aux deux systèmes concernés.

Les coordonnées équatoriales ne sont pas les coordonnées géographiques d'un lieu terrestre. Les premières repèrent une direction sur la sphère céleste ; les secondes repèrent un lieu sur la Terre. La projection de l'équateur terrestre fournit le plan de référence céleste, mais elle ne transforme pas un astre en lieu terrestre.

La déclinaison astronomique ne doit pas être prise pour la déclinaison magnétique. Dans une paire (α, δ), δ est l'angle signé entre l'équateur céleste et la direction d'un objet céleste. La présence d'une ascension droite et du point vernal tranche donc sans ambiguïté.

À la limite d'un tour, 24 h et 0 h d'ascension droite indiquent la même direction d'origine. Une différence numérique proche de 24 h peut donc représenter un petit écart réel ; il faut comparer les valeurs modulo 24 h.

Aux pôles célestes, où δ vaut +90° ou −90°, tous les méridiens d'ascension droite se rejoignent. Le symptôme est qu'une même direction polaire peut recevoir n'importe quelle valeur de α ; il faut alors retenir la déclinaison polaire plutôt qu'interpréter α comme une direction distincte.

Le signe de δ est une information géométrique, pas une décoration. Omettre le signe de −20° place l'objet dans l'hémisphère opposé ; il faut toujours conserver explicitement + ou − lors d'une copie ou d'une conversion.

La fiche ascension droite approfondit la coordonnée mesurée vers l'est depuis le point vernal et son écriture en heures.

La fiche déclinaison - astronomie - précise la coordonnée angulaire signée qui situe une direction au nord ou au sud de l'équateur céleste.

La fiche sphère céleste présente le support géométrique sur lequel les deux coordonnées repèrent la direction d'un objet.