L'Étoile polaire porte son nom parce que, pour un observateur situé au pôle nord, elle se trouve au zénith, autrement dit exactement au-dessus de sa tête, à 90 degrés (°) par rapport à l'horizon. À l'équateur, par contre, elle est exactement au niveau de l'horizon nord, à 0°, donc invisible. Dans la vallée du Saint-Laurent, enfin, l'Étoile polaire est environ à 45° au-dessus de l'horizon nord, c'est-à-dire pratiquement à mi-chemin entre cet horizon et le zénith (plus précisément : à 45,5° à Montréal, à 46,8° à Québec, à 48,45° à Rimouski et à 50,25° à Sept-Îles). Cette étoile est la balise céleste la plus importante pour nous, non seulement parce qu'elle est située au-dessus du pôle nord, mais aussi parce qu'elle est brillante et qu'elle est la seule étoile qui ne change jamais de place (du moins de manière perceptible à l'œil ou aux jumelles). Située au-dessus du pôle nord, alors que la terre tourne sur elle-même mais aussi autour du Soleil, l'étoile polaire donne l'impression d'être la reine du ciel : tous les astres semblent tourner autour d'elle sans que celle-ci ne change jamais de place, quels que soient les heures de la nuit et le rythme des saisons. Dès qu'on sait la reconnaître, peu importe l'heure de la nuit ou la saison de l'année, elle nous indique toujours la direction du nord.
En astronomie, il y a deux façons d'indiquer les directions. Si on situe un astre par rapport à nous-même, on dira qu'il se trouve à tant de degrés de hauteur, dans telle direction. Par exemple, on pourra dire : « À Saint-Hyacinthe, l'Étoile polaire est à environ 45,6° au-dessus de l'horizon nord » ou « En ce moment, l'amas ouvert des Pléiades est à un peu plus de 60° au-dessus de l'horizon sud-ouest ». Cette méthode, celle des coordonnées terrestres, convient très bien pour indiquer un astre facilement visible sans instrument d’optique. Toutefois, lorsqu'on situe un astre par rapport à un autre, on utilisera plutôt la méthode des coordonnées célestes. Voyons voir.
L'Étoile polaire est située au-dessus du pôle nord. Par conséquent, en termes de coordonnées célestes, toute autre étoile, qu'importe si on la voit à gauche ou à droite, au-dessus ou en-dessous de l'Étoile polaire, est toujours située au sud de celle-ci! C'est comme pour un globe terrestre : l'Amérique, l'Asie et l'Europe sont toutes situées juste au sud du pôle nord, même si l'une est plus à gauche et l'autre plus à droite.
Prenons par exemple la carte ci-dessous. L'étoile polaire s'y trouve au centre des cercles concentriques, indiquée par un gros point noir et la lettre grecque α (Alpha). Sur les cartes célestes, les étoiles sont habituellement représentées par des points. Plus le point est gros, plus l'étoile qu'il représente est brillante. À droite de l'Étoile polaire, vous trouvez donc la constellation de la Grande Ourse (une constellation est un dessin formé dans le ciel par des étoiles brillantes) et, à gauche, la constellation de Céphée. Comme l'Étoile polaire est située au pôle nord céleste, la Grande Ourse et Céphée se situent toutes deux au sud de l'Étoile polaire, en termes de coordonnées célestes, qu'importe où se trouvent l'est, le sud et l'ouest en termes de coordonnées terrestres.
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| Les constellations autour de l'Étoile polaire |
Mais vous voulez maintenant situer la constellation de Cassiopée par rapport à celle de Céphée. Faite d'abord pivoter votre carte de façon telle que Céphée soit située vers le bas de la carte et la Grande Ourse en haut, puis prenez la ligne droite qui passe par le centre de Céphée et qui monte vers l'Étoile polaire. Cette ligne droite est croisée par trois cercles concentriques. Votre carte est toujours tournée de telle sorte que Céphée soit en bas de la carte. Si vous suivez l'un de ces cercles vers la gauche, par exemple celui qui touche le mot « Cassiopée », vous allez vers l'est; à l'inverse, si vous le suivez vers la droite, vous allez vers l'ouest. Suivant cette logique, Cassiopée est donc à l'est de Céphée. À l'inverse, on trouve la constellation du Dragon à l'ouest de Céphée et, si on suit toujours le même cercle vers l'ouest, on arrive rapidement à la Grande Ourse.
Dans le ciel nocturne, l'Étoile polaire et les quatre constellations mentionnées ici sont visibles à l'année. L'Étoile polaire, les cinq étoiles formant le W ou le M de Cassiopée, ainsi que les sept étoiles les plus brillantes de la Grande Ourse (celles qui ont l'air de dessiner une casserole avec son manche) sont faciles à trouver. Céphée et le Dragon, par contre, sont plus discrètes et demandent un peu plus de concentration. Ne soyez pas surpris, enfin, si l'une de ces quatre constellations monte aussi haut qu'au-dessus de votre tête alors qu'une autre frôle l'horizon nord : une carte dans un livre, si détaillée soit-elle, n'est jamais aussi impressionnante que l'immensité du ciel réel.
Prenons un autre exemple. La deuxième carte, ci-dessous, est une carte d'une autre région du ciel, plus détaillée que la première. En termes de coordonnées terrestres, cette carte représente une partie du ciel située à environ 45° au-dessus de l'horizon sud, dans la constellation d'Orion, au début janvier vers 22h00. L'étoile polaire n'y figure pas mais, par convention, dans une telle circonstance, elle est toujours située en direction du haut de la carte. En terme de coordonnées célestes, le nord est donc situé en haut de la carte, l'est à gauche, l'ouest à droite et le sud en bas.
Dans le haut de la carte, légèrement vers la gauche, vous pouvez voir une étoile indiquée ε (Epsilon) et représentée par un gros point noir. Cette étoile est entourée de deux étoiles de brillance comparable, l'une située au nord-ouest (δ, Delta, plus haut à droite) et l'autre au sud-est (ζ, Dzêta, plus bas à gauche). Ces trois étoiles, facilement visibles à l'œil, forment une ligne droite appelée la « Ceinture d'Orion » (Orion, comme Céphée, Cassiopée et plusieurs autres constellations, représente un personnage de la mythologie grecque). Puis, juste en bas à droite de ζ, donc au sud-ouest de celle-ci, se trouve une autre étoile, moins brillante, indiquée σ (Sigma).
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| La Ceinture d'Orion |
Franc sud d'ε, en bas de la carte, vous pouvez aussi voir deux formes irrégulières, vaguement ovales. Celle du bas, juste sous les indications θ1 et θ2 (Thêta 1 et Thêta 2), représente la Grande Nébuleuse d'Orion. Si vous vous déplacez maintenant à l'ouest de la Grande Nébuleuse d'Orion (donc à droite sur la carte), vous arriverez à un petit groupe de trois étoiles indiquées β (Bêta), 66 et 68. Ces trois étoiles font partie d'une autre constellation : l'Éridan, un fleuve mythologique.
Notez, en passant, que sur une carte céleste, l'est et l'ouest sont inversés par rapport à ceux d'une carte terrestre. Sur une carte terrestre, le nord est en haut et le sud en bas, de telle sorte que l'ouest est à gauche et l'est à droite. Nous nous imaginons alors regarder la Terre d'en haut. Mais si vous levez les yeux au ciel, dos au nord et face au sud, le sud est alors en bas, le nord est en haut, l'ouest est à votre droite et l'est à votre gauche. Vous regardez le ciel d'en bas. C'est la raison pour laquelle l'est et l'ouest sont inversés sur les cartes célestes.
Nous comprenons maintenant comment nous orienter dans le ciel en termes de direction. Mais comment mesurons-nous les distances? L'observateur du ciel mesure habituellement les distances en degrés (°). Nous avons vu plus haut que, dans la vallée du Saint-Laurent, l'Étoile polaire se situe à environ 45° au-dessus de l'horizon nord. Par ailleurs, une étoile située exactement au-dessus de notre tête est toujours située à 90° de l'horizon. Nous pouvons donc mesurer en degrés la distance d'une étoile par rapport à l'horizon (une distance qui se situe toujours entre 0°, l’horizon, et 90°, le zénith) mais nous pouvons aussi mesurer la distance entre deux astres en degrés. En fait, nous disposons d'un excellent outil, toujours disponible, pour mesurer les distances célestes en degrés : notre main!
Si vous allongez le bras bien droit devant vous et ouvrez la main toute grande, doigts écartés vers la gauche et la droite, la distance entre le bout de votre pouce et le bout de votre petit doigt correspond à 20°. Si vous gardez maintenant votre bras tendu mais refermez le poing, la largeur de votre poing correspond à 10°. Enfin, si vous gardez votre bras tendu devant vous mais tournez le pouce ouvert vers le haut, l'épaisseur de votre pouce correspond à 2°. Faites le test, dehors, avec l'Étoile polaire : en banlieue de Québec, elle se trouve à environ deux mains ouvertes et trois épaisseurs de pouce au-dessus de l'horizon (46°). C'est aussi simple que cela! Ajoutons ici qu'un degré (°) se divise en 60 minutes (') et chaque minute en 60 secondes ('').
Lorsque vous regardez dans vos jumelles, la portion arrondie de ciel que vous y voyez s'appelle le champ. Ce champ se mesure, lui aussi, en degrés, mais sa largeur varie d'une paire de jumelles à l'autre. Par exemple, le champ de mes jumelles 10x50 est de 5,7° (ou 5° 42'). Si je regarde le ciel dans mes jumelles 10x50 et que j'y vois deux étoiles séparées par une distance équivalente à la moitié du champ de mes jumelles, je puis me dire qu'elles sont séparées de presque 3°. C'est une autre manière facile et utile de mesurer les distances célestes.
Sur les cartes représentées dans Carpe noctem en ligne, lorsque le champ des jumelles est indiqué, j'ai toujours choisi le champ de 5,7° de mes jumelles 10x50, puisque ce sont elles qui m'ont servi à faire les observations consignées ici. Il est probable, de toute façon, que le champ de vos jumelles tourne lui aussi autour de 5° ou 6° : vous devriez donc vous y reconnaître facilement. À titre indicatif, mes jumelles 9x63 ont un champ de 5° et mes jumelles 8x26, utilisées pour l'observation des oiseaux, ont un champ de 6,7°. Le champ est souvent indiqué sur les jumelles elles-mêmes.
Prenons encore une carte en exemple. La carte ci-dessous vous montre la constellation d'Hercule, située presque au zénith, vers la mi-juin à minuit. Le grand cercle correspond au champ de 5,7° des jumelles 10x50. Vous pouvez constater que l'amas globulaire M (Messier) 13 se trouve à un peu moins de la hauteur du champ des jumelles au-dessus de l'étoile ζ (Dzêta) : il est donc à environ 5° au nord de celle-ci. Vous pouvez aussi constater que l'étoile ε (Epsilon), juste à l'est de ζ, se trouve à environ les trois quarts d'une largeur de champ des jumelles de l'étoile ζ : les deux étoiles sont donc séparées d'environ 4°. Quant à la distance qui sépare l'étoile η (Êta) de Messier 13, elle représente un peu moins que la moitié de la largeur du champ des jumelles, soit environ 2,5°. Sauriez-vous, à votre tour, évaluer la distance qui sépare les étoiles 68 et τ (Tau)?
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| La constellation d'Hercule |
Si vous ne connaissez pas le champ de vos jumelles, vous pourrez, en été, vous servir des distances entre ε, ζ, η et M13, indiquées au paragraphe précédent, pour l’évaluer.