Comment trouver l'emplacement d'une étoile dans le ciel sans logiciel tiers ?

[Mortann]

Bonjours,

Je viens de découvrir récemment le monde de l'astronomie donc il y a beaucoup de choses que je ne comprend pas et il est fortement possible que je raconte des absurdités pour des personnes plus compétentes, mais c'est pour cela que je viens ici pour être éclairé pour certaines choses. 
Ceci étant dit, ma question principal est comment, si cela est possible, calculer sans l'aide de logiciel tel que stellaruim l'emplacement relativement proche d'une étoile sachant qu'il faut tenir compte de l'emplacement de la personne et de sa date.

Si vous vous posez la question, c'est pour me faire un petit jeux pour apprendre à reconnaitre les constellations en fonction du lieu et de la date. 

J'ai fait quand même des recherches avant pour essayer de comprendre, est d'après se que j'ai compris (et n'hésité pas à me dire si c'est pas ça) il faut que j'utilise les coordonnées azimutales. 

Il faut donc que je connaisse les coordonnées de l'observateur, la date, et l'ascension droite/déclinaison de l'astre que je veux représenté ? 

Mais je n'arrive pas à comprendre comment à partir de ces données je peut trouver l'emplacement de l'astre ... 

 

[polorider]

Bonjour @Mortann et bienvenue sur le forum 

Il y a 6 heures, Mortann a dit :

Mais je n'arrive pas à comprendre comment à partir de ces données je peut trouver l'emplacement de l'astre

Tu veux connaitre l'emplacement de l'astre par rapport à quoi? 

[keymlinux]

Bonjour,

 

Si tu prend un catalogue donnant la position des astres (coordonnées équatoriales), tu obtiendra une ascension droite (AD) et une déclinaison (DEC)

Ces coordonnées sont fixes (*) donc ne dépendent pas de l'heure ni de la position de l'observateur (elles varient un peu dans le temps et sont recalculées tous les 50 ans, actuellement on utilise le calcul de l'époque J2000)

Pour tenir compte de la position de l'observateur et de son heure locale, on va calculer l'heure sidérale locale (LST), et on pourra calculer l'angle horaire (AH) de l'astre avec AH=LST - AD  (la coordonnée DEC ne change pas), mais on reste dans une cordonnée équatoriale

Ensuite on converti la coordonnée équatoriale en coordonnée azimutale

 

C'est ce que fait stellarium, c'est ce que fait le calculateur ici http://xjubier.free.fr/site_pages/astronomy/coordinatesConverter.html

Maintenant si tu veux le détail des calculs, je t'invite a te procurer le livre "Calculs astronomiques a l'usage des amateurs" en vente pour 13euros sur le site de la SAF https://boutique.saf-astronomie.fr/produit/calculs-astronomiques/, les notions et calculs sont bien détaillés et expliqués.

 

Tu peux aussi jeter un oeil ici https://abbadia.imcce.fr/doc-cours/cours-sph_celeste_astrometrie-JEA-2014.pdf

Il y a les formules, mais aussi des schémas, c'est un support de cours donc fait pour expliquer...

note: IMCCE = Institut de mécanique céleste et de calcul des éphémérides

 

Cordialement, Stéphane

Modifié 14 juin par keymlinux

[Mortann]

Il y a 2 heures, polorider a dit :

Bonjour @Mortann et bienvenue sur le forum 

Tu veux connaitre l'emplacement de l'astre par rapport à quoi? 

J'aimerai avoir l'emplacement de l'astre par rapport a ce que vois la personne, comme si par exemple tu sort dort, tu regarde dans le ciel et en fonction de la date et de l'emplacement tu sait où se situe l'astre dans ton champs de vision, mais je ne sait pas exactement comment ça s'appelle ...

Il y a 1 heure, keymlinux a dit :

Bonjour,

 

Si tu prend un catalogue donnant la position des astres (coordonnées équatoriales), tu obtiendra une ascension droite (AD) et une déclinaison (DEC)

Ces coordonnées sont fixes (*) donc ne dépendent pas de l'heure ni de la position de l'observateur (elles varient un peu dans le temps et sont recalculées tous les 50 ans, actuellement on utilise le calcul de l'époque J2000)

Pour tenir compte de la position de l'observateur et de son heure locale, on va calculer l'heure sidérale locale (LST), et on pourra calculer l'angle horaire (AH) de l'astre avec AH=LST - AD  (la coordonnée DEC ne change pas), mais on reste dans une cordonnée équatoriale

Ensuite on converti la coordonnée équatoriale en coordonnée azimutale

 

C'est ce que fait stellarium, c'est ce que fait le calculateur ici http://xjubier.free.fr/site_pages/astronomy/coordinatesConverter.html

Maintenant si tu veux le détail des calculs, je t'invite a te procurer le livre "Calculs astronomiques a l'usage des amateurs" en vente pour 13euros sur le site de la SAF https://boutique.saf-astronomie.fr/produit/calculs-astronomiques/, les notions et calculs sont bien détaillés et expliqués.

 

Tu peux aussi jeter un oeil ici https://abbadia.imcce.fr/doc-cours/cours-sph_celeste_astrometrie-JEA-2014.pdf

Il y a les formules, mais aussi des schémas, c'est un support de cours donc fait pour expliquer...

note: IMCCE = Institut de mécanique céleste et de calcul des éphémérides

 

Cordialement, Stéphane

 

Super merci, je regarde ça et je reviens vers vous si jamais j'ai des questions par rapport à ça. 

[Mortann]

Ok, après plusieurs jours de petite galère, j'ai finalement réussie à me faire un petit bout de code permettant plusieurs choses comme le calcule du Jour Jullien, le temps sidéral à Greenwich et le temps sidéral local, l'heure horaire pour un astre, et son azimut/hauteur d'une précision de 0,01 degrés, ce qui pour moi en largement suffisant. 

Je vous met donc le code, si jamais quelqu'un dans le futur voudrai obtenir ces résultats ou voir quel en sont les calcules. 

 

Et aussi, si vous voyer des choses qui ne vont pas dans le code, merci de me le dit pour que je puisse le corriger 😉 

 

import math

def julian_day(year, month, day, hour, minute, second):
    if month <= 2:
        year -= 1
        month += 12
    A = math.trunc(year / 100)
    if year < 1582:
        B = 0
    else:
        B = 2 - A + math.trunc(A / 4)
    
    JD = math.trunc(365.25 * (year + 4716)) + math.trunc(30.6001 * (month + 1)) + day + B - 1524.5
    JD += (hour + minute / 60.0 + second / 3600.0) / 24.0
    return JD

def sideral_time_greenwich(julian_day):
    T = (julian_day - 2451545.0) / 36525
    temp = (
        280.46061837
        + 360.98564736629 * (julian_day - 2451545)
        + 0.000387933 * T * T
        - (T * T * T) / 38710000
    ) % 360
    if temp < 0:
        temp += 360
    return temp

def local_sideral_time(year, month, day, hour, minute, second, longitude):
    JD = julian_day(year, month, day, hour, minute, second)
    GST = sideral_time_greenwich(JD)
    LST = (GST + longitude) % 360
    return LST

def degrees_to_hms(degrees):
    total_hours = degrees / 15.0
    hours = int(total_hours)
    total_minutes = (total_hours - hours) * 60
    minutes = int(total_minutes)
    total_seconds = (total_minutes - minutes) * 60
    seconds = total_seconds
    return hours, minutes, seconds

def hms_to_degrees(hours, minutes, seconds):
    degrees_from_hours = hours * 15.0
    degrees_from_minutes = (minutes / 60.0) * 15.0
    degrees_from_seconds = (seconds / 3600.0) * 15.0
    total_degrees = degrees_from_hours + degrees_from_minutes + degrees_from_seconds
    return total_degrees


def dms_to_decimal(degrees, minutes, seconds):
    decimal_degrees = degrees + (minutes / 60.0) + (seconds / 3600.0)
    return decimal_degrees


def calculate_azimuth_hauteur(latitude, H_degrees, Dec_degrees):

    lat_rad = math.radians(latitude)
    H_rad = math.radians(H_degrees)
    Dec_rad = math.radians(Dec_degrees)
    
    sin_hauteur = math.sin(Dec_rad) * math.sin(lat_rad) + math.cos(Dec_rad) * math.cos(lat_rad) * math.cos(H_rad)
    hauteur = math.degrees(math.asin(sin_hauteur))
    
    cos_az = (math.sin(Dec_rad) - math.sin(math.radians(hauteur)) * math.sin(lat_rad)) / (math.cos(math.radians(hauteur)) * math.cos(lat_rad))
    azimuth = math.degrees(math.acos(cos_az))
    
    if math.sin(H_rad) > 0:
        azimuth = 360 - azimuth
    
    return azimuth, hauteur


# Données d'entrée à changer  
longitude = 2.5
latitude = 45.0
year = 2024
month = 6
day = 19
hour = 2
minute = 0
second = 0

#Ascension Droite de l'asrte à changer
AD_hours = 19
AD_minutes = 50
AD_seconds = 46.999


#Déclinaison de l'asrte à changer
D_degrees = 8
D_minutes = 52
D_seconds = 5.96

D_decimal_angle = dms_to_decimal(D_degrees, D_minutes, D_seconds)


JJ = julian_day(year, month, day, hour, minute, second)

LST_degrees = local_sideral_time(year, month, day, hour, minute, second, longitude)
LST_hours, LST_minutes, LST_seconds = degrees_to_hms(LST_degrees)

STG = sideral_time_greenwich(JJ)
STG_hours, STG_minutes, STG_seconds = degrees_to_hms(STG)

AD = hms_to_degrees(AD_hours, AD_minutes, AD_seconds)

H_degrees = LST_degrees - AD
H_hours, H_minutes, H_seconds = degrees_to_hms(H_degrees)

azimuth, hauteur = calculate_azimuth_hauteur(latitude, H_degrees, D_decimal_angle)

print(f"Données d'entrée:\nAnnée: {year}, Mois: {month}, Jour: {day}, Heure: {hour}, Minute: {minute}, Seconde: {second}, Latitude: {latitude}, Longitude: {longitude}")
print(f"Jour Julien (JJ):", JJ)
print(f"Heure sidérale Greenwich: {STG_hours} heures, {STG_minutes} minutes, {STG_seconds:.2f} secondes")
print(f"Heure sidérale locale: {LST_hours} heures, {LST_minutes} minutes, {LST_seconds:.2f} secondes")
print(f"Ascension Droite (AD):", AD)
print(f"Angle horaire (H): {H_hours} heures, {H_minutes} minutes, {H_seconds:.2f} secondes")
print(f"Azimut: {azimuth:.2f} degrés")
print(f"Hauteur: {hauteur:.2f} degrés")

 

['Bruno]

Connaître les coordonnées d'une étoile ne permet pas de la repérer. Ça permet d'éditer des cartes, et ce sont les cartes qui permettent de repérer les étoiles.

[keymlinux]

@Mortann Pour info il existe une librairie python très complete pour les calculs astro "astropy" qui permet entre autres de passer d'un système de coordonnées à un autre  (même si c'est très bien de coder sois même pour comprendr le détail du calcul)

Astropy: https://docs.astropy.org/en/stable/install.html

 

EDIT: Un livre "Python for Astronomers" en accès libre ici: https://prappleizer.github.io

 

Cordialement

Modifié 17 juin par keymlinux

[Mortann]

il y a 39 minutes, 'Bruno a dit :

Connaître les coordonnées d'une étoile ne permet pas de la repérer. Ça permet d'éditer des cartes, et ce sont les cartes qui permettent de repérer les étoiles.

 

Mais les coordonnées horizontales me permettent bien de placer un astre dans la sphère céleste locale non ? 

['Bruno]

Il me semble que tu parlais de repérage à l'œil nu :

« J'aimerai avoir l'emplacement de l'astre par rapport a ce que vois la personne, comme si par exemple tu sort dort, tu regarde dans le ciel et en fonction de la date et de l'emplacement tu sait où se situe l'astre dans ton champs de vision »

 

À l'œil nu, savoir que telle étoile est à 181° d'azimut et 56° de hauteur ne permettra pas de la repérer parmi les autres étoiles, car on n'a pas de boussole intégrée suffisamment précise. Si on connaît les points cardinaux, on saura juste que l'étoile est quelque part par là-bas. Les coordonnées permettent d'éditer des cartes de constellations et ce sont elles qui permettent de repérer les étoiles.

 

Par contre, si tu parles de repérage avec un télescope muni de cercles de coordonnées, effectivement les coordonnées permettent le repérage (les cercles de coordonnées sont peu utilisés de nos jours).

[Sobiesky]

C'est une carte du ciel tournante qu'il te faut:

[Lune cendrée]

Bah oui....la bonne vieille petite carte du ciel tournante...

Parfait pour se repérér dans le ciel pour débuter...

Sympa de le rappeler...

Très pratique pour avoir une simulation rapide des constellations visibles à une date et heure donnée...

Pas chère, pas compliquée...

Celle de Rob Walrecht est assez complète et indique en plus tous les Messier et quelques NGC...

[Sobiesky]

Et il doit bien exister une appli de carte du ciel tournante 😁

[macfly51]

Mais ! Heuu ! Le monsieur il a demandé sans logiciel  

J'ai toujours ma première carte... un peu re-scotchée, mais elle doit avoir dans les 40 ans...

[Lune cendrée]

il y a une heure, macfly51 a dit :

un peu re-scotchée, mais elle doit avoir dans les 40 ans...

 

Mon " mini ciel " de Pierre Bourge d'il y a 50 ans n' a pas survécu...

Je dois parfois hélas sortir ma loupe ,avec mes vieux yeux ...pour consulter celui de Rob Walrecht..( car c'est vraiment petit petit...)

Modifié 20 juin par Lune cendrée

[macfly51]

50 ans...

 

C'est comme le permis. Passé un certain age.... 'faut le rendre !   

[Sobiesky]

Il y a 2 heures, macfly51 a dit :

elle doit avoir dans les 40 ans...

Faut presque decentrer la carte a cause de la précession des équinoxes 😁

 

[polorider]

Il y a 2 heures, macfly51 a dit :

J'ai toujours ma première carte... un peu re-scotchée, mais elle doit avoir dans les 40 ans...

Pareil, j'ai juste changé l'attache parisienne

et roule ma poule...

Et, n'ayons pas honte de la dire,  je m'en sers encore parfois 

[macfly51]

il y a 24 minutes, Sobiesky a dit :

Faut presque decentrer la carte a cause de la précession des équinoxes 😁

 

Ouaip ! Mais dans 25.950 ans environ, elle sera à nouveau juste 

 

il y a 20 minutes, polorider a dit :

Et, n'ayons pas honte de la dire,  je m'en sers encore parfois 

 

Pareil. De toutes façons, je soupçonne SkySafari de se gaufrer sur les 5èmes décimales, donc....................  

[Mortann]

Il y a 5 heures, 'Bruno a dit :

Il me semble que tu parlais de repérage à l'œil nu :

« J'aimerai avoir l'emplacement de l'astre par rapport a ce que vois la personne, comme si par exemple tu sort dort, tu regarde dans le ciel et en fonction de la date et de l'emplacement tu sait où se situe l'astre dans ton champs de vision »

 

À l'œil nu, savoir que telle étoile est à 181° d'azimut et 56° de hauteur ne permettra pas de la repérer parmi les autres étoiles, car on n'a pas de boussole intégrée suffisamment précise. Si on connaît les points cardinaux, on saura que l'étoile est quelque part par là-bas. Les coordonnées permettent d'éditer des cartes de constellations et ce sont elles qui permettent de repérer les étoiles.

 

Par contre, si tu parles de repérage avec un télescope muni de cercles de coordonnées, effectivement les coordonnées permettent le repérage (les cercles de coordonnées sont peut utilisées de nos jours).

 

Oui, je me suis mal exprimé, c'est ce que je voulais 😁

['Bruno]

C'est ce que tu voulais = c'est le repérage à l'œil nu que tu voulais, ou bien c'est le repérage au télescope que tu voulais ?

[Mortann]

C'est le repérage au télescope que je voulais, pour me permettre de simuler une carte du ciel. 

[Mortann]

J'ai une autre petite question qui je pense ne demande pas de recréer un sujet. 

Est ce qu'l y a une comparaison pour la magnitude du étoile dans le style : si la magnitude = 1 ça équivaux à une sphère lumineuse de 10cm de rayon à 100 mètre de distance de nous ? 

[MKPanpan]

Non, la magnitude zéro est défini comme l'éclat apparent de l'étoile Véga, la plus brillante du ciel.

Pour chaque niveau de magnitude, l'éclat est multiplié divisé par 2,5 (échelle logarithmique négative.)

 

Pour la question initiale, si j'ai compris, tu veux noter les coordonnées d'une étoile observée au télescope en te référant au cercle de coordonnées de la monture.

Malheureusement, ces systèmes sont plutôt peu précis, un degré d'écart dans le ciel est une distance énorme (2 fois le diamètre de la Lune ou du Soleil,) et c'est même pas sûr que ce soit précis au degré près.

Modifié 23 juin par MKPanpan

[macfly51]

il y a une heure, MKPanpan a dit :

l'étoile Véga, la plus brillante du ciel.

 

Et en hiver, pour ceux qui ont une doudoune, c'est Sirius l'étoile la plus lumineuse.

[MKPanpan]

Oui, le classement des étoiles selon leur brillance date de bien avant les moyens de mesure instrumentale. Véga a été choisie pour référence faisant partie des plus brillantes, mais en effet pas la plus brillante (Arcturus l'est davantage également je crois.)