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Précautions

L'observation du ciel en elle-même ne présente aucun risque, mais l'observation directe du Soleil est particulièrement dangereuse.

Le risque d'une observation directe du Soleil à travers un instrument...

L'observation à l'œil nu

Observation diurne

La forte luminosité du Soleil sature le ciel pendant la journée, et empêche l'observation des astres de luminosité plus faible, à l'exception de la Lune. Dans des conditions favorables, d'autres objets peuvent être visibles, la principale difficulté étant de repérer ces astres sur le fond du ciel très lumineux.

La Lune

La Lune vue en plein jour.

La Lune peut être facilement vue en plein jour, à condition que sa position le permette. Elle est inobservable pendant la phase de nouvelle lune, car elle est alors trop proche du Soleil. Elle est également inobservable en journée (théoriquement) pendant la phase de pleine lune, car elle se lève au début de la nuit et se couche au lever du Soleil.

Les étoiles

Dans des conditions atmosphériques favorables, et à condition que la lumière ne soit pas trop forte (donc le plus souvent le matin ou le soir), certaines étoiles peuvent être vues en plein jour^{[réf. nécessaire]}. Il s'agit surtout des étoiles les plus brillantes, de magnitude négative, telles que Sirius.

La principale difficulté pour repérer une étoile sur le fond bleu du ciel est le manque de repères (en particulier d'autres étoiles) à proximité. L'œil a du mal à se focaliser (accomodation) sur une distance précise, et une étoile peut être complètement invisible si les yeux ne sont pas focalisés correctement, même en regardant dans la bonne direction.^{[réf. nécessaire]}

La Station Spatiale Internationale (ISS)

La Station Spatiale Internationale peut apparaître plus brillante que l'étoile Sirius lors de certains passages.^{[réf. nécessaire]} Lorsque de tels passages ont lieu pendant que le Soleil est encore visible, l'ISS peut être vue en plein jour.

Le Soleil

Taches solaires

Le Soleil lui-même est intéressant à étudier sans instrument d'optique, à condition de disposer des protections adéquates, comme des lunettes souples à base de feuilles de Mylar, ou des modèles en verre (ces derniers étant à préférer car de meilleure qualité optique et moins sujets aux rayures).

Outre le disque solaire (dont on peut remarquer qu'il est d'une taille apparente comparable à celle de la pleine Lune), il est parfois possible de voir des taches solaires. Celles-ci se présentent sous la forme de taches sombres. Elles sont délicates à observer car une bonne vision est requise, et doivent avoir une taille importante afin d'être visibles à l'œil nu. Leur nombre varie cycliquement sur plusieurs années. Ce n'est en général qu'au plus fort du cycle qu'il est possible de les observer sans instrument. Une observation d'un jour sur l'autre permet de noter leur déplacement (et parfois leur évolution) dû à la rotation propre du Soleil et à celle de la Terre autour de celui-ci.

Les éclipses solaires

Éclipse solaire totale du 11 août 1999.

On parle d'éclipse solaire lorsque la nouvelle lune se trouve entre le Soleil et le point d'observation sur Terre. Si la Lune recouvre toute la surface apparente du Soleil, il s'agit d'une éclipse totale, sinon d'une éclipse partielle (et parfois annulaire).

Une éclipse solaire totale est un phénomène astronomique spectaculaire pouvant être observé à l'œil nu. Ce phénomène n'est pas rare à l'échelle du globe, mais n'est visible que d'une zone très réduite, différente à chaque éclipse.

En effet, l'ombre de la Lune formant un cône derrière celle-ci, la superficie du disque (projection de l'ombre sur la Terre) depuis lequel est visible une éclipse solaire totale est relativement petite, de l'ordre de quelques dizaines de kilomètres, ce disque parcourant une bande suivant la rotation de la Terre. Ceci explique qu'une éclipse peut avoir lieu en Afrique du Sud et être totalement invisible en Europe.

Seules les éclipses totales peuvent être observées directement à l'œil nu, et uniquement pendant la phase de totalité (la période où le Soleil est entièrement masqué) qui ne dure que quelques minutes. C'est le seul moment où la couronne solaire est visible sans instrument. On constate également que les étoiles les plus brillantes deviennent facilement visibles en plein jour, ainsi que la planète Mercure, ordinairement difficile à observer car toujours très proche du Soleil.

Les autres phases de l'éclipse permettent néanmoins de faire des observations intéressantes : la lumière ambiante peut sembler inhabituelle, et les taches de lumière sur le sol peuvent laisser apparaître la forme découpée du disque solaire.

Phénomènes atmosphériques

• Phénomènes liés au Soleil

D'autres phénomènes intéressants liés au Soleil peuvent être observés, ne nécessitant pas de protections pour les yeux.

• L'arc-en-ciel

Arcs-en-ciel lors d'un orage

Visible lors d'averses avec un ciel partiellement dégagé dans la direction du Soleil, c'est un arc de cercle de lumière décomposée sur toute l'étendue du spectre visible « posé » sur l'horizon dans la direction opposée au Soleil et provoqué par la réfraction des rayons solaires au travers des gouttes de pluie. Dans de bonnes conditions, un deuxième arc moins lumineux, plus étalé aux couleurs inversées, peut être observé au-dessus du premier, l'espace entre les deux étant légèrement plus sombre que le reste du ciel, c'est la bande sombre d'Alexandre. Dans des conditions exceptionnelles, un troisième arc aux couleurs inversées par rapport au second est visible au voisinage de celui-ci. Sauf cas exceptionnel, ces deux arcs supplémentaires ne sont pas complets, mais sont visibles uniquement par endroits, le plus souvent avec un fond de ciel plutôt sombre. Dans des conditions encore plus exceptionnelles, une quatrième voire un cinquième arc sont visibles, mais dans la direction (et non à l'opposé) du Soleil, ce qui rend leur observation particulièrement délicate.

• Le halo solaire

Phénomène qui peut être vu principalement en hiver et en altitude, il se présente sous la forme d'un grand cercle lumineux, peu étendu dans sa largeur et centré sur le Soleil. Il se forme par la réfraction des rayons solaires à travers une couche fine et uniforme de nuages de haute altitude, les cirrostratus.

• Les parhélies

Provoqués de la même façon que le halo mais par d'autres nuages et plus fréquents, ce sont deux taches lumineuses aux couleurs souvent décomposées comme dans l'arc-en-ciel et situées de part et d'autre du Soleil à une distance semblable au bord du cercle du halo et pouvant s'associer à celui-ci.

L'ombre de la Terre visible à l'horizon.

• L'ombre de la Terre

L'ombre projetée par la Terre sur son atmosphère peut être vue le matin ou le soir, dans des conditions favorables, comme une bande sombre à l'horizon.

Observation nocturne

Conseils pour l'observation nocturne

La Lune et les planètes sont aisément visibles sous n'importe quel ciel, à condition qu'il ne soit pas nuageux. Cependant, en présence de lumière artificielle, le nombre d'étoiles (et des autres objets célestes) qu'il est possible de distinguer diminue fortement. Il est important de s'assurer que le ciel est bien noir pour espérer voir les objets les plus faibles. L'échelle de Bortle permet d'évaluer la « qualité » du ciel nocturne.

Si la Lune est trop brillante (par exemple en phase de pleine lune), cela peut compromettre la qualité des observations même en l'absence de toute lumière artificielle.

Il est très important de laisser ses yeux s'adapter à la vision nocturne avant d'observer, ce qui peut nécessiter jusqu'à 30 minutes^{[réf. nécessaire]}. La présence de lumière artificielle ou de la pleine Lune empêche l'œil de s'adapter correctement à l'obscurité.

Les étoiles

L'étoile Sirius.

Dans un ciel bien noir et sans Lune, il est possible de voir à l'œil nu jusqu'à 3000 étoiles^{[réf. nécessaire]}.

Parmi ces étoiles, certaines sont nettement plus brillantes que les autres. La mesure de l'éclat lumineux d'une étoile vue depuis la Terre est exprimée en magnitude apparente. Plus une étoile apparaît comme lumineuse, plus la valeur de magnitude correspondante est faible (voire négative). Seules quelques étoiles, dites de « première magnitude », ont une magnitude apparente comprise entre -1,5 et 1,0. Ces étoiles sont les premières à apparaître à la tombée de la nuit, et sont parfois les seules visibles en plein centre d'une grande ville (à cause de l'éclairage artificiel).

En dehors du Soleil lui-même, l'étoile la plus brillante est Sirius, suivie de Canopus (plutôt visible depuis l'hémisphère Sud) et Arcturus (plutôt visible depuis l'hémisphère Nord).

Il est également possible de repérer à l'œil nu des variations de couleur entre différentes étoiles. Par exemple, Sirius apparaît comme blanche, Arcturus est de couleur jaune et Antarès est rouge.

Ces couleurs correspondent à celles de la séquence principale. L'analyse de la couleur émise par une étoile (le spectre lumineux) nous renseigne sur son stade d'évolution et sa composition.

L'image de ces cratères lunaires est déformée par les mouvements de l'atmosphère.

On peut aussi remarquer que les étoiles semblent parfois scintiller (cela dépend des conditions atmosphériques et de l'altitude). À cause de leur distance, les étoiles ont un diamètre apparent assez faible pour être suffisamment perturbé par les mouvements de l'atmosphère (les courants de chaleur et le vent) et provoquer un scintillement. Il ne s'agit pas de variations de luminosité de l'étoile elle-même, mais seulement d'une distorsion des rayons lumineux. L'atmosphère déforme l'image des étoiles de la même façon qu'une surface d'eau agitée déforme l'image de ce qui se trouve au fond. La mesure de ce phénomène de déformation est appelée le seeing. En haute montagne, là où l'atmosphère est moins épaisse, les étoiles scintillent moins^{[réf. nécessaire]}. Vues depuis l'espace, elles ne scintillent pas du tout^{[réf. nécessaire]}.

Les constellations

Une constellation : la Petite Ourse.

Les constellations ne sont pas des objets célestes à proprement parler, ce sont des regroupements arbitraires de quelques étoiles particulièrement brillantes et proches (en apparence) les unes des autres.

Certaines constellations ont une forme facilement reconnaissable et contiennent des étoiles brillantes, comme la Grande Ourse ou le Scorpion, et présentent un intérêt tant esthétique que pratique pour l'observateur, car elles servent à se repérer parmi toutes les autres étoiles. D'autres constellations, cependant, ont été créées dans le but de combler les espaces « vides » sur les cartes du ciel (telles que le Lynx) et ne présentent pas d'intérêt pour l'observation à l'œil nu.

La Lune

L'observation à l'œil nu du seul satellite naturel de la Terre permet de voir de nombreux détails à sa surface et de se rendre compte de son mouvement autour de notre planète.

• Les mers

Les taches sombres sur la surface de l'astre sont la trace d'impacts de météorites gigantesques qui ont eu lieu il y a des milliards d'années. Elles représentent le fond basaltique d'immenses cratères. De composition différente et plus sombres que le reste de la surface, ces grandes étendues rocheuses font penser aux mers et océans terrestres, ce qui a donné leur nom à ces taches.

• Les phases

Les différentes phases lunaires s'expliquent par la position de la Lune, de la Terre et du Soleil dans l'espace.

• La lumière cendrée

La lumière cendrée est visible sur la partie « sombre » de la Lune.

Lorsque la partie éclairée de la Lune a l'aspect d'un mince croissant, il est possible de voir que la partie « sombre » est elle aussi éclairée d'une faible lueur. Il s'agit de la lumière cendrée, ou clair de Terre. De même que la nuit terrestre est parfois éclairée par la pleine Lune, la nuit lunaire est elle aussi illuminée par la Terre. C'est ce phénomène qui est à l'origine de la lumière cendrée.

Phases d'une éclipse lunaire.

• Les éclipses lunaires

Suivant le même principe que les éclipses solaires, les éclipses lunaires se produisent lorsque la Lune est pleine et que la Terre se trouve entre celle-ci et le Soleil, cachant (totalement ou partiellement) sa lumière. Le diamètre de l'ombre de notre planète étant bien plus grand que celui de notre satellite, celles-ci ont lieu plus fréquemment et ont le même aspect quelle que soit la position de l'observateur sur la Terre. Au moment de la phase totale, la Lune reste faiblement visible et prend une teinte rouge-orangée.

Halo lunaire.

• Le halo lunaire

Provoqué par le même phénomène météorologique que pour le halo solaire, le halo lunaire se présente cependant sous l'aspect d'un disque lumineux au bord diffus plus éclatant et d'un diamètre plus réduit.

Les planètes

Les planètes que l'on voit dans le ciel nocturne ressemblent à première vue aux étoiles, mais elles ont une particularité importante qui leur a valu leur nom : elles changent de position d'une nuit sur l'autre, en progressant sur leur orbite. Il est aisé de constater ce mouvement en repérant la position d'une planète par-rapport aux étoiles environnantes, et en vérifiant à nouveau quelques jours ou quelques semaines plus tard.

Une autre particularité des planètes est le fait qu'elles ne scintillent pas, ou peu. En effet, malgré leur distance à la Terre, elles sont cependant beaucoup plus proches que les étoiles. Les planètes ont donc un diamètre apparent bien supérieur à celui des étoiles, et apparaissent comme un (petit) disque, alors que les étoiles apparaissent comme des « points » (des sources de lumière ponctuelles). C'est ce qui rend les planètes moins sensibles aux turbulences atmosphériques.

Même à l'œil nu, toutes les planètes visibles présentent des caractéristiques bien à elles :

• Mercure n'est que rarement observable, puisqu'elle se situe toujours très près du Soleil. C'est une planète intérieure (dont l'orbite est comprise entre le Soleil et la Terre), et elle suit donc le Soleil dans sa course. Elle n'est ainsi visible qu'au crépuscule ou à l'aube, selon sa position par-rapport au Soleil.

Croissant de Lune et Vénus.

• Vénus, aussi appelée « l'étoile du Berger », d'aspect blanc, est la planète la plus brillante de toutes. Comme Mercure, c'est une planète intérieure et elle n'est visible qu'autour du crépuscule ou de l'aube. Mais elle est souvent observable pendant plus longtemps que Mercure, car son élongation maximale est plus importante. Son éclat varie en fonction de ses phases (comme pour la Lune) ainsi que de sa distance par rapport à la Terre.
• Mars, la première des planètes extérieures, n'est pas particulièrement brillante mais se reconnait par son éclat rougeâtre. Sur une période de plusieurs semaines, on peut remarquer que celle-ci semble parfois faire demi-tour : elle rétrograde. Ce phénomène affecte toutes les planètes extérieures.
• Jupiter brille d'un éclat jaunâtre quasiment aussi brillant que celui de Vénus. Mais en tant que planète extérieure, et contrairement à Vénus, Jupiter peut être vue au milieu de la nuit.
• Saturne est beaucoup moins brillante que Jupiter, et brille d'un jaune plus prononcé.

La planète Uranus est difficile à repérer à l'œil nu et ne présente pas de différences avec une étoile, autres que son mouvement. L'éclat de Neptune est trop faible pour être vu sans instrument.

La Voie lactée

La Voie Lactée vue par la tranche.

Sous un ciel bien noir, sans lumières artificielles et sans Lune, il est possible de voir une grande arche laiteuse et irrégulière traversant le ciel. Son aspect lui a valu son nom depuis l'antiquité grecque : la Voie lactée. Elle est constituée d'un regroupement plus dense d'étoiles par rapport au reste du ciel, et représente la tranche du disque de notre galaxie vu depuis l'intérieur.

Les satellites artificiels

La nuit, beaucoup de satellites artificiels peuvent être vus à l'œil nu. Ils apparaissent comme des points lumineux, similaires à des étoiles mais se déplaçant rapidement dans le ciel. Pour ne pas les confondre avec des avions, il suffit de savoir que les satellites ne clignotent généralement pas.

Comme dans le cas de la Lune, les satellites artificiels ne produisent pas eux-mêmes de lumière, mais deviennent visibles lorsqu'ils réfléchissent la lumière du Soleil vers un observateur terrestre. Les positions du satellite, du Soleil et de l'observateur conditionnent donc le fait qu'un satellite sera visible ou non. Un satellite passant au-dessus d'un point d'observation mais n'étant pas éclairé par le Soleil ne peut pas être vu.

Les satellites Iridium ont la particularité de refléter fortement la lumière du Soleil dans un angle bien précis. Cela donne lieu à des flashs de lumière appelés flashs Iridium.

Un passage de la Station Spatiale Internationale vu depuis le sol.

Enfin, la Station Spatiale Internationale (ISS) est visible comme un satellite particulièrement brillant, souvent plus brillant que Sirius, Jupiter ou même Vénus.

Les autres objets célestes

• Les étoiles filantes
• Les nébuleuses
• Les galaxies, certaines étant visibles comme de petits nuages gris sous de très bons ciels
• Les comètes
• Les amas stellaires

L'observation aux jumelles

L'observation à la lunette astronomique

L'observation avec un télescope

Voir aussi

Observation du ciel

• Télescope
• Repérage des constellations
• Astrophotographie
• Stellarium : logiciel open-source pour observer le ciel de façon ludique

Articles connexes

• Observation du ciel avec différents instruments optiques
• Le ciel
• Astronomie
• Astronomie pré-télescopique
• Histoire de l'astronomie

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