L'aberration des étoiles

[Didou]

Qu'est sa quo ?

 

Du fait de la vitesse de la terre et la vitesse de la lumière étant constante, les étoiles dans le ciel subissent une aberration (c'est à dire qu'on les voit pas exactement où elles sont réellement.)

Lien Wikipédia :https://fr.wikipedia.org/wiki/Aberration_de_la_lumi%C3%A8re

 

James Bradley l'avait décrit en 1725.

 

L'écart de position relevé alors était de plus de 20" d'arc entre 6 mois d'écart

 

Cette écart est détectable maintenant avec nos télescopes amateurs puisque nous avons des échantillonnages de l'ordre de la seconde d'arc.

 

Donc j'aimerais bien tenter de refaire cette mesure.

 

MAIS car il y a un MAIS !

 

Toutes les étoiles subissent cette même aberration donc inutile de vouloir détecter un mouvement d'une étoile par rapport aux autres plus loin.

 

Et laisser ma monture et mon tube 6 mois sans bouger est impossible.

 

 

Donc comment peut-on faire pour refaire cette expérience?

 

Nos catalogue actuel dans les logiciel tiennent-ils compte de cette aberration de position?

['Bruno]

Les catalogues contiennent les coordonnées moyennes, c'est-à-dire les coordonnées obtenues sans tenir compte du mouvement propre, de la précession, la nutation, l'aberration, la parallaxe (qui modifient les coordonnées équatoriales chaque jour) et la réfraction (qui modifie les coordonnées locales). Les coordonnées qui tiennent compte de ces phénomènes s'appellent, je crois, les coordonnées apparentes, et ce n'est pas facile de les calculer (c'est néanmoins nécessaire pour calculer par exemple le passage au méridien d'un astre avec précision).

 

Je ne sais pas ce que font les logiciels, mais par exemple Guide tient compte du mouvement propre. À mon avis ça n'aurait pas grand intérêt de tenir compte de l'aberration (ou des autres mouvements d'ensemble) vu que ça ne change rien à la vie du ciel à l'oeil nu, et aussi aux vues à l'oculaire puisque les étoiles sont aux mêmes positions les unes par rapport aux autres. Par contre c'est important pour prédire les occultations d'étoiles par la Lune ou une planète, par exemple.

 

Effectivement, pour détecter l'aberration il ne suffit pas de faire des images du ciel vu que, comme pour la nutation ou la précession, il s'agit d'un mouvement d'ensemble. Pour la détecter, on peut par exemple chronométrer l'instant du passage au méridien avec une grande précision et remarquer un écart par rapport à l'instant théorique. Je ne sais pas comment faire ça avec du matériel amateur. (Il a fait comment, Bradley ?)

 

Parmi tous les petits mouvements qui affectent les étoiles (précession, nutation et compagnie), le plus facile à mettre en évidence est le mouvement propre. Pour certaines étoiles proches il suffit de deux observations à quelques années d'intervalle pour le détecter facilement. (J'ai fait la manipe avec l'étoile de Barnard et juste la technique du dessin, ça marche.)

 

Mais c'est vrai que détecter l'aberration serait très intéressant car c'est une preuve que la Terre tourne autour du Soleil. Ça permettrait d'aller au-delà de juste croire sur parole ce qu'il y a marqué dans les livres...

Modifié 25 octobre 2015 par 'Bruno

[Didou]

Merci Bruno pour ton intervention.

 

J'ai tenté de trouver comment Bradley a fait ces mesures. Le choix de son étoile qui passe au Zénith (enfin chez lui) me fait penser qu'il avait laisser quelque chose en place sur plus d'un an... :/.

 

La lune ou le soleil (mais je préfère la lune car moins dangereux),sa lumière doit être elle aussi affectée par le mouvement propre de la terre donc ne peut servir de référence.

Ce phénomène est uniquement dû à la vitesse de la Terre. faut que je cherche encore

[gerard33]

Avec Aladin, tu peux déjà déterminer quelles sont les étoiles qui ne conviennent pas pour une mesure précise, celles qui ont un mouvement propre important

volet Simbad entre autre

[Didou]

J'ai trouvé quelques infos sur :

 

https://books.google.fr/books?id=ps1WS1-5_dYC&pg=PA413&hl=fr#v=onepage&q&f=false

 

Il a utilisé je pense un rapporteur géant de presque 4 mètres !

Il pouvait surement pointer avec précision un objet.

 

Moi je n'ai qu'une EQ6

[Jean-ClaudeP]

Une étoile placée dans la direction du mouvement de la terre ne présente pas d'aberration (étoile au sud près de l'écliptique au coucher du soleil ou au levé)

Une étoile dont la direction est à angle droit avec le mouvement de la terre présente une aberration maximale (étoile au sud près de l'écliptique à minuit)

La mesure de l'angle des deux étoiles est entachée de l'aberration si on la compare avec la mesure de l'angle réel de ces deux étoiles.

Reste à monter l'expérience !

Qui pour l'instant reste de pensée pour autant que je ne me sois pas trompé !

[Jean-ClaudeP]

Doublon, mes excuses

Modifié 25 octobre 2015 par Jean-ClaudeP

['Bruno]

Oui, Bradley a choisi une étoile proche du pôle écliptique parce que c'est là que l'aberration est la mieux visible (il me semble que ça dessine une ellipse plus ou moins allongée selon la latitude écliptique, donc un cercle si on vise près du pôle écliptique, d'où le choix d'une étoile dans le Dragon).

[Ygogo]

(...)Le choix de son étoile qui passe au Zénith (enfin chez lui) me fait penser qu'il avait laisser quelque chose en place sur plus d'un an...(...)

 

Chez lui, ou chez Samuel Molyneux qui avait une maison plus grande

 

Voir http://www.flamsteed.org/fasbradley.htm

 

Un schéma de l'engin :

 

[Didou]

Un grand merci Ygogo

[Didou]

Bon je pense pas pouvoir refaire son expérience, faut que je trouve un autre moyen ...

[Jean-ClaudeP]

Transformez votre lunette en méridienne. Peu après le coucher du soleil repérer une étoile connue qui passe au sud et près de l'écliptique, notez le moment du passage (il faut un réticule).

A minuit repérer une étoile connue proche de l'écliptique, noter le moment de son passage dans le réticule.

La différence des temps donnera la différence d'ascension droite (AD) des étoiles qui devrait différer de leur différence d'AD réelle de l'abbération.

Qu'en pensez-vous ?

['Bruno]

Je pense que ça ne marchera pas car l'aberration est un mouvement d'ensemble qui affecte de même toutes les étoiles, donc les différences d'ascension droite restent fixes tout au long de l'année.

 

(En fait c'est plutôt la différence de longitude écliptique qui sera fixe, je pense, mais c'est quasiment la même chose. Sauf près du pôle écliptique.)

[syncopatte]

l'aberration est un mouvement d'ensemble qui affecte de même toutes les étoiles

Tu es sûr?

 

Il me semblait que l'aberration affecte les mesures de parallaxe, donc agit à un degré différent entre les étoiles proches et lointaines.

 

Patte.

['Bruno]

Non, je pense que tu confonds avec autre chose. L'amplitude de l'aberration est liée à la distance Terre-Soleil et au mouvement de la Terre autour du Soleil, elle n'a rien à voir avec la distance des étoiles.

[bongibong]

Est-ce possible de mesurer l'angle entre deux étoiles ?

- une du zodiaque (la direction dans laquelle se dirige la terre)

- une, non pas du pôle, mais décalée de 22° ? (en fait la direction normal au zodiaque) ??

[Didou]

L'aberration modifie l'ensemble du globe céleste plus ou moins mais toutes les étoiles sont touchées.

Seule celle qui serait pile dans l'axe de déplacement de la Terre ne serait pas touchée MAIS l'axe de déplacement se déplace lui aussi en permanence, d'où la complexité d'avoir une référence.

Bradley avait choisi une étoile au Zénith car il a une référence : le zénith.

Donc son installation fonctionne bien et mesure bien l'abérration.

 

LA formule même d'aberration fait intervenir deux angles celle de l'étoile et celle de l'observateur puisque l'on ramène dans le référentiel de l'observateur les rayons lumineux de l'étoile.

En choisissant le zénith, il se simplifie un angle (=0).

 

Ensuite il devait surement avoir des "timmings" très précis pour les mesures.

 

Nous en France, on a un décalage été hiver, et je ne sais pas comment compter les décalage des années bissextiles c'quoi une année 365.25 jours ou un peu plus ?

 

 

Il faudrait donc poser mon tube parfaitement au zénith, puis le laisser un an en place avec la CCD pour prendre une pose tous les 3 mois ou bien en faisant un calcul sur le moment "égale".

[Didou]

une année astronomique compte 365,24219879 jours

 

C'est 365 jours, 5 heures, 48 minutes et 46 secondes.

Modifié 26 octobre 2015 par Didou

[bongibong]

Il faudrait donc poser mon tube parfaitement au zénith, puis le laisser un an en place avec la CCD pour prendre une pose tous les 3 mois ou bien en faisant un calcul sur le moment "égale".

Comment s'assurer que le tube ne bouge pas ? surtout en 6 mois ?

Et puis... le problème avec le zénith est qu'il sera probablement pollué par les mouvements irréguliers de rotation de la terre (nutation etc... non ?)

[Jean-ClaudeP]

Comment s'assurer que le tube ne bouge pas ? surtout en 6 mois ?

Et puis... le problème avec le zénith est qu'il sera probablement pollué par les mouvements irréguliers de rotation de la terre (nutation etc... non ?)

Bien sûr. Jusqu'il y a une cinquantaine d'années l'astronomie de position était gérée avec la lunette méridienne qui donnait la position d'un astre à son passage au méridien. La déclinaison était lue sur un cercle gradué et l'ascension droite à partir d'une horloge sidérale. On mesurait des intervalles (petits) à partir d'étoiles fondamentales dont les positions avaient été déterminées auparavant à partir de celle du soleil. Donc pas question de mesurer avec un instrument des intervalles sur des périodes dépassant la journée.

source : Astronomie Générale, Andrée Danjon, 1980.

['Bruno]

Comment s'assurer que le tube ne bouge pas ? surtout en 6 mois ?

Et puis... le problème avec le zénith est qu'il sera probablement pollué par les mouvements irréguliers de rotation de la terre (nutation etc... non ?)

 

La nutation n'est pas un mouvement irrégulier. Mais en effet elle s'ajoutera à l'aberration, cela dit il s'agit là encore d'un mouvement d'ensemble, et de plus faible amplitude ─ d'ailleurs là aussi c'est Bradley qui l'a découvert (et je ne serais pas surpris qu'il ait utilisé le même dispositif). De plus quels autres mouvement vont polluer les mesures (vu que tu emploies le pluriel) ? La réfraction ? Elle est nulle au zénith. La parallaxe ? Elle est complètement négligeable.

 

Bref, il faut faire de l'astrométrie absolue avec un instrument fixe, le même genre d'astrométrie que celle qui a servi à mesurer les étoiles fondamentales dont parle Jean-Claude plus haut.

Modifié 1 novembre 2015 par 'Bruno

[Jean-ClaudeP]

La bonne étoile de James Bradley - Les Cahiers Clairaut

Voici un texte issu des Cahiers Clairaut et qui donne quelques indications sur la façon dont les anciens faisaient leurs observations.

['Bruno]

Très intéressant ! On retrouve le rapporteur géant dont parlait Didou plus haut. Donc un instrument fixe, réglé sur le méridien, avec un mécanisme pour mesurer les hauteurs lors du passage au méridien, donc les déclinaisons.

 

L'article indique aussi que la nutation a une période plus longue (plus de dix-huit ans), donc elle ne parasitera pas la mise en évidence de l'aberration.

[Fred_76]

Le rapporteur géant mesurait 24", soit un peu plus de 7,30 m de haut. Ca commence à faire beaucoup. Sa précision était de 2" d'arc (limite causée par la turbu atmosphérique) soit environ 7/100 mm sur le cercle gradué.

 

Aujourd'hui on a des micromètres qui permettent de mesurer le 1/100e de mm assez facilement sans dépenser une fortune. On pourrait donc diminuer la hauteur du rapporteur à environ 2 m tout en gardant la même précision. La dilatation thermique ne devrait pas trop affecter les mesures si tout le rapporteur est réalisé dans le même matériau.

 

Par contre l'appareil doit être placé sur un sol parfaitement stable ce qui augmente notablement le coût de l'opération.

 

Cela dit, un tel engin pourrait être à la porté d'une université ou d'un lycée avec un prof motivé, ou d'un club astro motivé (et disposant d'un terrain stable).

Modifié 2 novembre 2015 par Fred_76

[ChiCyg]

La solution de mesurer l'instant de passage d'une étoile au méridien paraît assez difficile à réaliser sans instrument méridien (une lunette fixe sur monture très rigide). De plus, les différences de temps de passage aux différentes saisons sont de +/- 1,3 seconde (de temps).

 

L'autre solution est de mesurer la variation suivant les saisons de l'angle entre deux étoiles. Par exemple en superposant dans la lunette deux parties du ciel qui font un angle fixe obtenues avec l'aide d'un prisme qui ne couvre que la moitié de l'objectif. Mais le matériel est sûrement difficile à réaliser.

 

Une troisième solution serait de faire une photo grand champ ou éventuellement deux-trois photos avec un bon recouvrement : on verrait la variation de positions relatives des étoiles au cours des mois.

 

Par exemple, si on choisit une étoile sur l'écliptique et une étoile à 30° au nord de l'écliptique. La première aura une aberration qui dessinera un petit segment parallèle à l'écliptique au cours d'une année. Ce petit segment aura environ 40 secondes d'arc de long. A 30° au dessus de l'écliptique, l'étoile dessinera au cours de l'année une petite ellipse dont le grand axe sera parallèle au petit segment et aura aussi 40 secondes d'arc de long et un petit axe perpendiculaire de 20 secondes d'arc environ.

Les photos prises de mois en mois se superposeraient parfaitement dans la direction de l'écliptique mais montreraient des écarts de plus en plus importants en "montant" au dessus de l'écliptique.

 

Il me semble qu'en choisissant bien ces cibles, ça pourrait le faire : 10 secondes d'arc dans un champ de 30° ça fait un pixel sur 10800.