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Les catalogues d'étoiles

En astronomie, on compte de nombreux catalogues d'étoiles. Mon diagramme ci-dessus permet de balayer par catégories un assez grand nombre de ces catalogues. Nous ne rentrerons pas de manière exhaustive dans tous les catalogues pouvant être trouvés dans cette science mais il convient toutefois de s'attarder sur sept d'entre-eux pouvant être rencontrés couramment au détour d'une nuit d'astronomie ou de conversations entre amateurs :

Pour l'aspect historique :

  • L'Almageste
  • L'Uranométria - Désignation de Bayer
  • L'Historia Coelestis Britannica - Désignation de Flamsteed

Pour l'aspect pratique :

  • La désignation SAO - Smithsonian Astrophysical Observatory
  • La désignation HR - Harvard Observatory
  • La désignation BS/BSC - Bright Star Catalogue
  • Les catalogues Tycho 1 et 2 issus du programme astrométrique Hipparcos

Outre ses sept catalogues, on détaillera beaucoup d'autres catalogues plus spécialisés :

  • Pour le plein ciel
  • Pour les étoiles doubles, multiples, proches et mouvements propres


Catalogues pour l'aspect historique
L'Almageste

Cette oeuvre de Claude Ptolémée datant du IIème siècle signifiant en grec ancien "Le très grand", métaphore de l'époque pour désigner l'univers, serait presque une intruse au milieu des catalogues d'étoiles si celle-ci ne représentait pas l'une des toutes premières tentatives scientifiques de vouloir expliquer le fonctionnement de l'univers et par delà même tenter pour la première fois de référencer et classifier les étoiles visibles à l'oeil nu (magnitude limite comprise entre 5 et 6). Le catalogue d'étoiles de l'Almageste naît sur la base du catalogue le plus vieux connu à ce jour établi au IIIème siècle av. JC par Timocharis d'Alexandrie, 500 ans plus tôt. Pour l'époque, l'Almageste constitue la somme de toutes les connaissances les plus avancées en mathématiques et en astronomie ; à ce titre, nous pourrions faire un rapprochement tout autant aisé qu'intéressant entre ce que fut l'Almageste durant l'antiquité et ce que fut l'astronomie populaire de Camille Flammarion au XIXème siècle : Deux oeuvres majeures pour leurs époques respectives.

L'Almageste se base bien évidemment pour nous présenter l'univers sur le modèle de son auteur : Ptolémée, mentionné dans une inscription de Canope de 147 ou 148. Cet ouvrage connaitra tout au long des siècles de nombreuses versions en grec, en arabe, en espagnol, en latin,...etc.

Le modèle de Ptolémée est la fameuse vision obsolète de l'univers soutenue pendant au moins un millénaire par l'église selon laquelle la terre est au centre de tout le système. Dans l'Algameste, Ptolémée présente sa théorie géométrique pour décrire les mouvements des planètes, de la Lune et du soleil avec pour soutien des épicycles et des tables astronomiques découlant d'un développement de l'oeuvre d'Hipparque. Cette oeuvre restera la référence dans les mondes occidentaux et arabes jusqu'au XVIIème siècle lorsque des scientifiques comme Copernic, Kepler et Galilée finissent par imposer le nouveau modèle héliocentrique (la terre tourne autour du soleil) malgré les très vives réticences de l'église.

L'oeuvre est constituée de treize livres et la seule édition moderne en langue française connue est celle de l'abbé Nicolas Halma, publiée en deux gros volumes entre 1813 et 1816. Les premiers catalogues d'étoiles sont l'objet des livres VII et VIII (1022 étoiles sur 48 constellations ainsi qu'une étude de la précession des équinoxes influant sur la position des étoiles).


L'Uranométria - Désignation de Bayer

L'Uranométria est le court titre du premier atlas des constellations, apparu au XVIIème siècle (1603), bien après le livre VIII de l'Almageste, sous les traits perfectionnistes d'un astronome allemand : Johann Bayer. Avec l'Uranométria, on assiste à la naissance de la fameuse première véritable nomination des astres selon une grille des plus rigoureuses : La désignation dite "de Bayer" comme le nom de son créateur. Ces premières cartes comme le nom complet de l'ouvrage l'indique sont dessinées selon une nouvelle technique de gravure sur plaques de cuivre. Le nom court d'Uranométria trouve sa source dans le grec, au même titre que son ancêtre l'Almageste ; Uranie étant la muse de l'astronomie dans la mythologie grecque, Uranométria signifie "mesure du ciel" en grec. Dans la première édition de 1603, l'Uranométria comprend 56 feuillets se présentant sous la forme de grandes feuilles de 38x28 cm entourées d'une règle graduée en degrés pour permettre de déterminer la position de chaque étoile avec une précision d'une fraction de degré (les règles étant numérotées tous les cinq degrés). Une bande sombre est également observable entre 8° au nord et 8° au sud de l'écliptique (zone dans laquelle les 5 planètes connues à l'époque jusqu'à Saturne peuvent être observées).

Johann Bayer va prendre comme base de travail, non pas les 1022 étoiles du livre VIII de l'Almageste (atlas très esthétique mais peu précis) mais une source beaucoup plus sûre établie par un astronome dont l'énonciation du seul nom fait penser à l'ancêtre du sextant, l'Astrolabe : Tycho Brahé. Les travaux de Tycho Brahé sont pour le moins remarquables pour l'époque, pour preuve que son prénom ne sera jamais oublié car apparenté à l'excellence et sera même repris pour cette bonne raison bien des siècles plus tard pour désigner l'un des catalogues les plus précis à ce jour : Les volumes TYCHO 1 et 2 découlant de la mission astrométrique HIPPARCOS (le nom du programme découmant lui-même du célèbre savant Hipparque).

Johann Bayer, en se basant sur des manuscrits de Tycho Brahé circulant dans toute l'Europe dès 1598 qui ne seront pas publiés dans une édition définitive aboutie de son vivant (Tycho Brahé est mort en 1602), détient un catalogue préliminaire de 1005 étoiles repérées à la minute d'arc près pour construire son grand atlas céleste. Il aura cependant quelques problèmes avec les étoiles les plus australes, compte-tenu de l'établissement des mesures par Tycho Brahé depuis le Danemark et il lui faudra se rapprocher de d'autres sources, sans succès. Sur toutes les planches les plus précises, Johann Bayer introduit alors sa nouvelle nomenclature d'étoiles de son invention, toujours usitée aujourd'hui, au point d'ailleurs que dans le cas où une étoile possède les deux désignations (Bayer et Flamsteed), c'est presque exclusivement celle de Bayer qui est retenue. Son nouveau système consiste à attribuer aux étoiles constituantes de chaque constellation, dans l'ordre décroissant de leur éclat ou en fonction de leur position dans la constellation, une lettre grecque parmi les 24 que comporte l'alphabet grec, avec Alpha comme désignation pour la plus brillante ou pour celle se situant en tête de la constellation.

On observe également des étoiles à double désignation. Ultérieurement étendu aux lettres latines minuscules et majuscules après la mort de son créateur, la désignation de Bayer ne dépassera pas la lettre majuscule Q.


L'Historia Coelestis Britannica - Désignation de Flamsteed

On ne trouve pas beaucoup d'informations concernant l'oeuvre originale de l'astronome britannique John Flamsteed (1646-1719), l'Historia Coelestis Britannica. En revanche, son système de notation des étoiles a marqué l'astronomie, au point que l'on peut retrouver cette notation dans la plupart des cartes papier ainsi que logiciels d'astronomie, tout comme le système de Johann Bayer (1572-1625) mis au point un peu plus tôt. L'oeuvre originale de John Flamsteed fut publiée par Edmond Halley et Issac Newton en 1712 sans son accord ; quant à la version définitive de son catalogue d'étoiles, elle est publiée peu après sa disparition en 1725.

Au cours du XIXème siècle, la désignation de Flamsteed a connu une popularité croissante et aujourd'hui, elle demeure une notation majeure des étoiles puisqu'en l'absence de la désignation préférée de Bayer pour une étoile, on se rabat par défaut automatiquement sur celle de Flamsteed car il existe beaucoup de similitudes entre les deux systèmes de notation stellaire. En lieu et place de la notation grecque de Johann Bayer, on retrouve un nombre suivi du nom latin de la constellation dont elle fait partie. N'avez-vous jamais entendu parler de 61 Cygni par exemple ? Il s'agit tout simplement de la 61ème étoile de la constellation du Cygne dans le système de John Flamsteed. Les nombres semblent avoir été assignés dans l'ordre croissant de l'ascension droite des étoiles dans chacune des constellations.

Comme tous les novateurs dans le cataloguement des étoiles, les désignations de Flamsteed ne furent pas toujours justes et recèlent quelques coquilles. On observera dans les travaux de John Flamsteed tout comme dans ceux de Johann Bayer des erreurs assez communes pour l'époque tels que des désignations d'étoiles n'appartenant pas à la bonne constellation car le tracé moderne des limites des 88 constellations ne fut définitivement tranché que bien plus tard, en 1930 par l'astronome belge Eugène Joseph Delporte (1882-1955) dans l'époque astronomique B1875.0. Par ailleurs, John Flamsteed dresse sa désignation stellaire depuis le Royaume-Uni ; Du coup, on constate que les étoiles des constellations boréales les plus au sud ne portent pas de désignation de Flamsteed. Enfin, l'erreur la plus fameuse de cet astronome restera la désignation de l'étoile 34 Tauri...S'avérant être en réalité une observation prématurée de la planète Uranus, découverte officiellement le 13 mars 1781 par le très célèbre astronome William Herschel, 62 années après le décès de John Flamsteed.


Catalogues pour l'aspect pratique
L'astronome amateur lambda (appelé vulgairement "curieux du ciel") base la plupart du temps ses observations stellaires sur les deux désignations historiques (Bayer et Flamsteed) vues plus haut mais également sur les quatre des plus populaires catalogues d'étoiles modernes pratiques, tous natifs du XXème siècle (1908 à 1993). Pour les simples curieux du ciel, le maillage stellaire constitué par les étoiles les plus brillantes du ciel jusqu'à la magnitude 6 suffit (surtout si l'instrument d'observation se résume à une paire de jumelles ou un très petit instrument d'optique) tandis que pour des amateurs beaucoup mieux outillés (télescope informatisé et caméra CCD), les catalogues minimum utiles seront les TYCHO.
La désignation SAO - Smithsonian Astrophysical Observatory

Le catalogue SAO est la seule désignation stellaire que je connaissais quand j'étais alors très jeune astronome amateur du temps de l'adolescence (14-17 ans) car il s'agit du catalogue pratique de base d'un bon nombre de logiciels de cartographie astronomique. Le fameux logiciel pédagogique REDSHIFT apparu dans sa première version en 1994 est presque entièrement basé sur le catalogue SAO. Toutes les étoiles de référence que j'utilisais pour localiser un objet étaient issues des 258997 entrées que comptent ce catalogue réalisé par le Smithsonian Astrophysical Observatory en 1966. En réalité, on sait aujourd'hui que le catalogue recense véritablement 258944 objets bien distincts car 53 doublons ont pu être repérés au gré des remaniements du catalogue. A l'été 2002, ce sont des étoiles SAO qui me serviront de repères pour localiser et admirer le déplacement de la comète C/2002 O4 (Hoenig). Pour la pratique visuelle occasionnelle classique de l'astronome amateur équipé d'instruments peu puissants ou tout simplement pour l'astronomie pédagogique, la rapide limite en magnitude (pratiquement complet jusqu'à la magnitude 9, il présente ensuite de très fortes disparités dans les magnitudes supérieures à 10) de ce catalogue photographique ne représente pas un obstacle mais devient en revanche beaucoup plus problématique dès que l'amateur se lance dans la photographie à longue pose. Le catalogue SAO est très vite dépassé et il convient alors de se tourner vers des catalogues plus spécialisés tel que TYCHO (en deux versions).

Les étoiles du catalogue sont identifiées par l'indicatif SAO suivi du n° de l'étoile jusqu'à la 258944ème (SAO 9067, SAO 23445, SAO 123890 par exemple). Les étoiles sont classés en 18 bandes de 10 degrés de déclinaison décroissante de telle sorte que nous puissions observer la répartition des 4015 premières étoiles SAO sur la première bande de déclinaison entre +80° et +90° (pôle boréal). Comme la projection est sphérique et que le diamètre de chaque bande est de tendance à s'élargir considérablement entre la déclinaison +90° et la déclinaison 0° sur les neuf bandes positives et que l'on observe en miroir la même tendance sur les neuf bandes négatives entre 0° et -90° (pôle austral), on dénombre le maximum d'étoiles SAO entre les deux bandes des +10°-0° et -10°-0°. Dans chaque bande de déclinaison, on notera le classement des étoiles par ascension droite croissante. Compte-tenu de l'implication de ces deux paramètres dans la numérotation des étoiles, il n'existe aucun moyen plus simple qu'un atlas permettant la détermination de la position précise d'une étoile SAO à partir de son numéro. On observe dans le catalogue SAO l'existence de deux systèmes de coordonnées :

  • Coordonnées B1950.0
  • Coordonnées J2000.0

Selon la version du catalogue SAO, on trouvera majoritairement les coordonnées B1950.0 pour les plus anciennes et la notation J2000.0 pour les plus récentes. Ces notations nous poussent à faire un aparté très intéressant sur la notion d'époque astronomique avant de poursuivre sur les catalogues suivants car il faut bien se dire que les catalogues d'étoiles, selon les astres répertoriés et leur précision, ont une période de validité limitée. Ainsi, pour ne pas abandonner ses utilisateurs dans le brouillard, on observe que le catalogue SAO donne souvent la position de chaque étoile dans les deux systèmes (B1950.0 et J2000.0) avec une estimation de l'erreur de la position mais également des informations sur son mouvement propre, sa magnitude photographique, sa magnitude dans la bande V, son style spectral et sur sa variabilité éventuelle. En 1973, dans le même soucis de rendre le catalogue SAO pertinent pour les astronomes, une table de correspondance entre les entrées SAO, Hendry Draper, Boss et Bonner Durchmusterung a été établie.


Aparté - Notion d'époque astronomique pour les catalogues

Quand un catalogue s'attache à respecter une très bonne précision tels que les catalogues photographiques comme le SAO, comme on a pu le voir précédemment, on observe l'intervention de la notion d'époque astronomique. L'époque astronomique est un instant déterminé par l'orientation de l'axe des pôles terrestres par rapport à la sphère céleste définissant de ce fait les origines des coordonnées d'ascension droite et de déclinaison utilisées pour pointer un astre. J'ai eu l'occasion il y a quelques années lorsque j'ai rédigé (puis remis à jour en 2012) mon exposé sur la mise en station d'un monture équatoriale d'aborder la précession des équinoxes et l'obliquité mouvante avec le temps de notre planète Terre. L'époque astronomique permet de prendre en compte, de l'édition d'un catalogue à une autre plus récente, la variation majeure qu'est celle de l'orientation de l'axe des pôles au cours des siècles. Cette variation influe directement sur la position virtuelle dans le ciel tel que perçu depuis la Terre du point de référence de départ 0 des coordonnées équatoriales dit "point vernal". L'époque astronomique est définie par deux choses :

  • L'année de définition de l'époque au 1er janvier (1870, 1900, 1950, 2000, 2050,...)
  • Un symbole définissant la manière de définir l'année moyenne (B ou J)

Au gré du XIXème siècle et cela jusqu'à nos jours, les coordonnées équatoriales des étoiles n'auront de cesse d'être reprises selon une époque astronomique dite "standard". Depuis 1984, nous en sommes à la quatrième époque astronomique (J2000.0) après les précédentes époques que furent B1950.0, B1900.0 et B1875.0. Quand on définit les coordonnées en ascension droite et déclinaison d'un objet (une étoile dans le cas précis ici), il convient donc de notifier de quelle époque astronomique elles sont issues.

Les trois précédentes époques sont introduites par le symbole B, initiale de l'année Besselienne (nom donné en l'honneur du mathématicien et astronome germanique Friedrich Wilhelm Bessel, père de la parallaxe stellaire et à fortiori du Parsec). Ce type d'année correspond à l'intervalle de temps entre deux années tropiques mesurées depuis un point virtuel où l'ascension droite du Soleil est de 280 degrés. Pour faire plus simple, l'année tropique (nommée également année équinoxiale) est l'intervalle de temps sur Terre pour que le Soleil retourne à la même position dans le cycle des saisons. Le mot "tropique" dans la définition de cet espace de temps ne doit pas être confondu étymologiquement avec le nom attribué aux deux tropiques (Cancer et Capricorne) de la Terre mais exclusivement à sa définition première (en latin, tropicus signifie "tour, changement"). Cette longitude de 280 degrés correspond assez clairement à la position du Soleil vue depuis la Terre au 1er Janvier vers 12h. Ainsi, on comprend mieux pourquoi la signification de l'année retenue pour définir l'époque. L'époque B1950.0 est par exemple définie par extrapolation par la position du point vernal au 1er janvier 1950 vers 12h selon l'unité de temps d'une année Besselienne soit 365,242198781 jours (674,0253 secondes de moins que l'année Julienne qui servira pour la première fois de référence pour l'époque astronomique actuelle, la J2000.0)

L'époque astronomique standard actuelle, la J2000.0, est basée sur l'année Julienne (dans le calendrier grégorien) d'où le symbole J correspondant à un cycle de 365,25 jours exactement. Reprojetée en année Besselienne, l'époque astronomique standard actuelle s'écrit B2000.00127751. L'instant de référence J2000.0 correspond à 11h 58 min 55,816 sec sur le méridien de Greenwich, le 1er janvier 2000 (2 451 545.0 TT dans le calendrier grégorien).

En somme, connaître l'époque de projection utilisé par un catalogue d'étoiles est essentiel, surtout s'il se base sur des données photographiques car les erreurs dans le système équatorial peuvent prendre dans certains cas des proportions non négligeables.


La désignation HR - Harvard Observatory

Le Harvard Observatory, revised photometry est le précurseur du Bright Star Catalog et à plus forte raison du catalogue SAO (tout du moins comme base de départ car la désignation HR ne concerne que les étoiles dont la magnitude photographique n'excède pas 6,5). Il s'agit d'une compilation de données stellaires par l'astronome américain Edward Charles Pickering (1846-1919), publiée pour la première fois en 1908 comptant 9110 entrées basée sur la même forme que la plupart des catalogues d'étoiles, à savoir l'indicatif du catalogue suivi du matricule de l'étoile sur quatre incrémentations (HR suivi du n° de l'étoile). La caractéristique principale de ce catalogue n'est pas seulement de réunir 9096 étoiles brillantes mais que ces étoiles appartiennent exclusivement à notre galaxie. On notera des similitudes de numérotations des astres d'un catalogue à l'autre puisque ces étoiles sont classées par ordre croissant d'ascension droite pour l'année 1900, du coup les étoiles d'ouverture de ce catalogue sont situées dans la constellation de Cassiopée, suivie d'Andromède.

Dans ce même catalogue, on notera le soin tout particulier de Pickering à donner la désignation correspondante de "ses" étoiles HR dans celles des autres catalogues (Bonner Durchmusterung ainsi que désignations de Bayer et de Flamsteed) mais aussi la magnitude photographique et le style spectral de ces mêmes étoiles.


La désignation BS/BSC - Bright Star Catalogue

Le Bright Star Catalogue est l'évolution la plus récente de la désignation HR prenant naissance à l'Université Yale, publié pour la première fois en 1930 et réédité plusieurs fois jusqu'à nos jours en 2005 selon des travaux datant de 1992. Selon les sources papier et les logiciels de cartographie astronomique, la numérotation des étoiles est reprise sur celle du catalogue HR avec le respect de l'indicatif du précurseur ou bien avec la subtilisation de l'indicatif HR par BS.

Compte-tenu de la proximité temporelle de la dernière publication de ce catalogue, il est l'un des très rares à proposer une édition sous format électronique (5ème édition actuellement disponible en ligne sur de nombreix sites et notamment pour les logiciels d'astronomie. L'évolution fondamentale qu'il convient d'observer entre la désignation HR et la BS se situe surtout au niveau des données bien plus complètes disponibles pour une étoile donnée puisque la table de correspondance avec les autres catalogues concerne davantage de références (SAO, Henry Draper, etc?) et contient des données plus spécifiques comme la parallaxe, le mouvement propre affiné, coordonnées dans les systèmes B1900.0 et J2000.0, la variabilité, le style spectral affiné, la classification de Morgan-Keenan, les données photométriques dans de nombreuses bandes spectrales, l'appartenance à une étoile à un amas d'étoiles ou un système binaire ou multiple (nombre de composantes, séparation et magnitude de chaque membre).


Les catalogues Tycho 1 et 2 issus du programme astrométrique Hipparcos

Les catalogues TYCHO et le programme astrométrique Hipparcos sont la dernière évolution majeure en matière de catalogues d'étoiles pour l'astronome amateur exigeant pratiquant l'imagerie sur des astres particulièrement faibles sur des portions du ciel pouvant être pauvres en étoiles de référence. Quand je me suis mis à l'observation des comètes en 2002 et plus particulièrement à la CCD longue pose en 2007, il me fallu abandonner le catalogue SAO pour un catalogue beaucoup plus précis, beaucoup plus complet et beaucoup plus pointu car la magnitude limite en CCD peut allégrement dépasser la 15ème et aucune de ces étoiles si faibles bénéficient d'un enregistrement SAO.

De plus, pour faire un peu d'astrométrie de qualité, il est souhaitable que les coordonnées équatoriales soient très précises. Il est dorénavant possible de se procurer les catalogues TYCHO en version électronique pour la plupart des logiciels d'astronomie (même pour des éditions open-source).

Les catalogues TYCHO 1 et 2 résultent de la mission spatiale astrométrique Hipparcos diligentée par l'Agence spatiale européenne. Ce satellite a fonctionné de novembre 1989 à mars 1993 permettant d'obtenir la parallaxe d'un grand nombre d'étoiles avec la précision estomaquante d'une milliseconde d'arc. Pour un amateur pointu ou un professionnel, on ne peut espérer meilleure précision avec ces catalogues basés sur les moyens de mesure les plus modernes à ce jour. Tandis que le catalogue SAO ne dépasse pas la 9ème magnitude exhaustive avec moins de 300000 références, la première publication de juin 1997 (Tycho-1) sera suivie plus tard de la dernière version du catalogue (Tycho-2) contenant les mesures astrométriques et photométriques pour au moins 2,5 millions d'étoiles sur leur position, leur mouvement propre mais aussi leurs magnitudes B et V. Les catalogues TYCHO comme tous les catalogues astrométriques se distingue de tous les autres catalogues par son contenu qualitatif exceptionnel et non, le paramètre quantitatif.


Autres catalogues d'étoiles plein ciel
De nombreux autres catalogues d'étoiles peuvent être rencontrés dans l'astronomie pour l'amateur comme pour le professionnel datant du XIXème ou XXème siècle. Certains se révèlent en les étudiant être des précurseurs historiques indirects des plus connus cités plus haut et d'autres, très spécialisés, s'appliquant à ne lister que des types d'étoiles particuliers. Ils peuvent être utilisés par certains amateurs et cela d'autant plus qu'au cours des dernières années (depuis 2010), certains catalogues encore inaccessibles électroniquement par le passé, le sont dorénavant, même sur des logiciels open-source d'amateur, ce qui permet la démocratisation de leur utilisation, surtout pour les amateurs équipés d'une monture équatoriale informatisée. Toutefois, ces catalogues s'illustrent surtout par le quantitatif ou l'ultra-spécialisation de leur contenu, ce qui les prédestinent davantage à un public assez restreint d'experts.
Le catalogue Bonner Durchmusterung (BD)

Au XIXème siècle, le catalogue BD était le catalogue pré-photographique le plus complet. Publié entre 1852 et 1859, il répertoriait environ 320000 étoiles à l'époque astronomique B1855.0. Comme il ne couvrait qu'une partie très restreinte du ciel dans son édition d'origine, il subira l'augmentation de 1886 de 120000 étoiles par le Sudentliche Durchmusterung (SD). La troisième augmentation Cordoba Durchmusterung (CD) de 580000 étoiles intervient en 1892.

La quatrième et ultime augmentation du catalogue BD, le Cape Photographic Durchmusterung (CPD) intervient en 1896 avec 460000 étoiles supplémentaires.

Néanmoins, malgré le presque 1,5 million d'étoiles enregistré dans ce catalogue dans sa version finale de 1896, il reste peu utilisé et bien souvent, la préférence vient aux désignations HD car le catalogue Bonner Durchmusterung ignore le type spectral de ces références. Toutefois, comme les catalogues Durchmusterung s'avèrent plus complets, on utilise parfois la désignation BD pour nommer une étoile lorsque le catalogue HD ne parvient pas à répondre à la question.


Le catalogue Henry Draper (HD)

On entend parler communément des initiales HD pour Haute Définition mais en astronomie, HD caractérise un catalogue d'étoiles publié entre 1918 et 1924 couvrant tout le ciel à des magnitudes maximales très voisines du catalogue SAO comptant environ 360000 références. Il porte le nom de Henry Draper (la veuve de ce dernier ayant financé l'effort). Compilation effectuée par Annie Jump Cannon et ses collaborateurs à l'observatoire de Harvard sous la direction d'Edward Charles Pickering, on retrouve dans ce catalogue HD beaucoup de similitudes avec le catalogue HR publié une décennie plus tôt par un certain...Edward Charles Pickering justement ! Lorsque vient à manquer une désignation de Bayer ou Flamsteed, on remarque l'utilisation assez fréquente du catalogue HD.

En utilisant un certain nombre de logiciels d'astronomie, j'avais pu constater dès l'âge de 17 ans assez aisément que la désignation HD permet dans la plupart des cas de se renseigner sur les types spectraux des étoiles. Historiquement, au moment de me pencher davantage profondément sur l'histoire des catalogues stellaires, je me suis rendu assez vite compte que la plupart de mes sources citent à juste titre le catalogue Henry Draper comme le premier répertoriant presque systématiquement les types spectraux des étoiles à grande échelle.


Le Fundamental Katalog (FK)

On entend trop peu parler de ce catalogue. Pourtant, il fait partie de ces trop rares catalogues dont la publication initiale remonte au XIXème siècle, en 1879, bénéficiant d'une actualisation très récente en 2005 dans l'époque astronomique J2000.0. Le Fundamental Katalog est le précurseur des catalogues TYCHO obtenus à partir de la mission astrométrique Hipparcos. Les catalogues s'incrémentent de FK1 à FK6 dans l'ordre de leur publication :

  • Catalogue FK1 en 1879
  • Catalogue FK2 en 1907
  • Catalogue FK3 en 1937
  • Supplément du FK3 en 1938
  • Catalogue FK4 en 1963
  • Supplément du FK4 en 1965
  • Catalogue FK5 en 1988
  • Supplément du FK5 en 1991
  • Catalogue FK6 en 2000 (publié en 2005)
Le Fundamental Katalog a pour vocation dès l'origine d'être astrométrique car il a été mis au point pour répondre à la nécessité de disposer d'un catalogue de référence pour mesurer plus facilement la position de certains objets astronomiques. Les étoiles ont été choisies en fonction de leur magnitude car celles-ci devaient être suffisamment brillantes pour être aisément distinguables dans un instrument. La magnitude des étoiles du Fundamental Katalog ne dépasse pas 7,5 et le nombre d'étoiles référencées n'excède pas 7000 numérotations. Les mises à jour régulières du catalogue FK visent à tenir compte du mouvement propre des étoiles et contient également les données de parallaxe, du type spectral et la vitesse radiale. Comme un certain nombre de catalogues, il existe un tableau de correspondance dans le FK avec bien d'autres catalogues (AGK, BD, HD, Boss et SRS).


Le catalogue USNO

J'ai fréquenté de très près au début des années 2000 et je suis toujours avec un certain intérêt, somme tout beaucoup plus détaché qu'il y a une dizaine d'années, un groupe d'observateurs amateurs experts des comètes appartenant à la SAF (Société Astronomique de France). Outre le catalogue Tycho-2, ils utilisent une autre référence en la matière beaucoup plus large : Les catalogues USNO et plus précisément le catalogue USNO-B1.0 créé par les chercheurs de l'observatoire naval des Etats-Unis. Il s'agit d'un catalogue bien particulier car hybride (étoiles/galaxies).

Il s'agit sans aucun doute du catalogue plein ciel ultime pour les observateurs et chercheurs de comètes avec une caméra CCD car il regroupe les positions, les mouvements propres, les magnitudes à travers divers filtres de couleur pour un petit plus d'un milliard d'objets (travail colossal découlant de presque 4 milliards d'observations). L'USNO-B1.0 représente la compilation d'observations sur les cinquante dernières années s'illustrant par la numérisation de 7435 plaques de Schmidt. L'USNO est aujourd'hui accessible au format électronique pour beaucoup de logiciels astronomiques et permet un arpentage du ciel jusqu'à la magnitude record de 21 avec une précision astrométrique de 0,2 seconde d'arc à l'époque astronomique J2000.0. Sa précision photométrique n'est pas en reste avec une erreur maximale de 0,3 magnitude dans cinq couleurs et une fiabilité de 85% dans la catégorisation des informations.


Catalogues d'étoiles doubles, multiples, proches et mouvements propres
Parmi les catalogues d'étoiles plein ciel ayant pour vocation de simplement constituer un maillage plus ou moins exhaustif des étoiles de régions du ciel avec pour seuls critères de sélection de ces étoiles, leurs magnitudes plus ou moins élévées et leurs précisions astrométriques assez variables, on peut distinguer quelques catalogues s'adressant à un public vraiment très très restreint de véritables experts, dédiés exclusivement à certains types d'étoiles (doubles, multiples, proches et à mouvement propre pouvant être très élevé). Les critères de choix des étoiles dans ces catalogues ne sont donc plus leur éclat ou la précision de leur positionnement dans le ciel mais leur nature propre ou bien leur distance par rapport à la Terre.
Le catalogue ADS

Les étoiles doubles sont à la fois pollution du ciel pour les observateurs novices ou très occasionnels et à la fois, grande fascination pour ceux qui aiment les étudier tout particulièrement.

Pour pouvoir multiplier aisément les observations de ces étoiles qui se dédoublent comme par magie dans l'oculaire d'un télescope, rien de mieux qu'un catalogue tout spécifiquement mis au point pour les dénombrer. Parmi ces catalogues, on trouvera le Aitken double star aux initiales ADS (à ne surtout pas confondre avec une société d'assainissement de fosses septiques ou un Adjoint de sécurité de la police nationale française !).

Le Aitken double star réalisé par Robert Grant Aitken liste 17180 étoiles doubles. Il est le fruit d'observations effectuées entre 1920 et 1927 sur la base de son prédecesseur, le Burnham Double Star Catalogue (première compilation d'observations effectuées entre 1906 et 1919 par Sherburne Wesley Burnham et Eric Doolittle).


Le catalogue CCDM

Le CCDM soit le Catalog of Components of Double and Multiple Stars est un catalogue d'étoiles doubles et multiples très récent publié pour la première fois en 1994 avec un recensement de 34031 systèmes et réédité en 2002 avec un recensement porté à 49325 systèmes. Les coordonnées et la position du point vernal correspondent à l'époque astronomique J2000.0. Comme presque tous les catalogues, un système est repéré à partir des initiales du nom du catalogue devenu préfixe.

La particularité toutefois de ce catalogue pour nommer chaque système recensé est de faire suivre le préfixe, non pas d'un numéro croissant mais de son ascension droite et déclinaison selon le modèle CCDM AD(+ ou -)DC.


Le catalogue Gliese

Depuis 2012, on peut trouver ce catalogue dans un certain nombre de logiciels d'astronomie. Du nom de l'astronome allemand Wilhelm Gliese, ce catalogue tente de lister des étoiles selon un critère très strict de distance : Dans sa première version, inférieure à 20 parsecs de la Terre soit en deçà de 65 années-lumière de notre planète et dans les versions ultérieures, la distance est étendue à 25 parsecs soit une distance en deçà des 81 années-lumière. Les étoiles sont classées par ordre croissant d'ascension droite.

La première version du catalogue Gliese intervient l'année des débuts de la conquête spatiale par les soviétiques en 1957 et présente alors un recensement de 915 étoiles pour un total de 1094 objets. En 1969, la réédition étend le recensement à 1529 étoiles pour un total de 1890 objets. En 1970, R.Woolley étend le catalogue de 848 étoiles supplémentaires et il compte dorénavant 2150 objets au total. En 1979, Wilhelm Gliese et un autre astronome allemand, Hartmut Jahreiss, font encore intervenir une nouvelle augmentation du catalogue en le scindant en deux blocs. Le premier bloc recense les étoiles dont la distance est confirmée au-dessous des 25 parsecs et le second bloc recense les étoiles dont la distance est seulement soupçonnée d'être inférieure à 25 parsecs.

A partir de cette nouvelle édition de 1979, marquée par la contribution de Hartmut Jahreiss jugée la plus importante dans l'historique de ce catalogue, le préfixe pour désigner les étoiles dans ce catalogue devient GJ (Gliese-Jahreiss) au lieu de Gl (Gliese seul). En 1991, le dernier additif de 1388 nouvelles étoiles intervient dans ce catalogue. Lorsque la version électronique de ce catalogue est édité pour les planétariums, on notera la disparition de toutes les étoiles dont la distance finalement ultérieurement validée supérieure aux 25 parsecs maxi n'est plus compatible avec le strict critère retenu pour y entrer.


Le catalogue GCTP

A la différence du catalogue Gliese, le GCTP apparu en 1952 dont les initiales désignent le General Catalogue of Trigonometric Parallaxes, ne définit pas une distance stricte maximale comme critère de sélection des étoiles mais vise plutôt l'objectif ambitieux de répertorier toutes les mesures de distances connues par la technique de la parallaxe sur les étoiles. Outre leur distance en années-lumière, le catalogue renseigne sur de nombreux autres critères concernant les candidates retenues afin d'en évaluer la pertinence :

  • Variation séculaire
  • Nombre d'observations
  • Magnitude visuelle
  • Photométrie UBV
  • Type spectral
  • Variabilité ou binarité des étoiles
  • Et autres données pertinentes selon les candidates...


Le catalogue Ross

Le catalogue Ross est le premier des quatre catalogues que l'on peut citer, fixant pour critère le mouvement propre des étoiles candidates retenues pour le constituer. Il fut réalisé par l'astronome et physicien américain Frank Elmore Ross (1874-1960), réputé dans son domaine pour avoir calculé la première orbite fiable de Phoebé (lune de Saturne) et pour avoir étudié les émulsions photographiques ainsi que la conception de lentilles à grand angle pour un usage astronomique. Il occupera un poste à l'observatoire Yerkes (connu pour avoir abrité la plus grande lunette astronomique au monde de 102 cm de diamètre construite par Alvan Clark) entre 1924 et sa retraite en 1939. A l'observatoire Yerkes, Frank Elmore Ross hérite de la collection des plaques photographiques du "grand" Edward Emerson Barnard reconnu comme un astronome d'observation de grand talent au nombre de ses nombreuses découvertes et catalogues (au moins huit comètes, la cinquième lune de Jupiter, une nova, de très nombreuses nébuleuses obscures ou d'absorption).

En répétant les mêmes séries de clichés de Barnard, Frank Elmore Ross découvre plus de 400 étoiles variables mais aussi plus de 1000 étoiles au mouvement propre élevé avec un comparateur à clignotement (ancien dispositif opto-mécanique autrefois utilisé par les astronomes pour faire apparaître les différences entre deux photographies de la même portion du ciel prises à des instants différents).

Ce sont ces découvertes qui conduiront ce dernier à constituer son catalogue durant toute sa présence à l'observatoire Yerkes de 1925 à 1939.

Il parvient ainsi à recenser exactement 1094 étoiles dont le mouvement propre est élevé effectuant du fait pour la première fois le lien de proportionnalité entre mouvement propre et la proximité de ces étoiles avec le système solaire.


Le catalogue Wolf

L'astronome allemand Max Wolf (1863-1932) n'est pas à confondre avec l'astronome suisse Johann Rudolf Wolf (1816-1893), auteur du nombre de Wolf concernant les tâches de la photosphère du Soleil ou l'astronome français Charles Wolf (1827-1918). Max Wolf est l'un des pionniers de l'astrophotographie ayant compris que l'émulsion permettrait de nombreuses nouvelles découvertes ; Grâce à la photographie, il découvre notamment plus de 200 astéroïdes et quelques comètes. Le catalogue Wolf, l'un des fruits de son travail, constitue une réalisation basée sur le recueil d'observations de 1919 à 1931 ; il recense 1080 étoiles au mouvement propre élevé.


Le catalogue Giclas

Ce catalogue fut réalisé en deux parties par l'astronome américain Henry Lee Giclas (1910-2007) et ses collaborateurs, Robert Burnham, Jr et Norman G.Thomas. Henry Lee Giclas travailla à l'observatoire Lowell (Fondé en 1894 par Percival Lowell dans l'Arizona à 2175 m d'altitude, observatoire surtout connu pour la découverte de la planète Pluton en 1930 par Clyde Tombaugh) à l'aide d'un comparateur à clignotement avec Robert Burnham qu'il employa. Il découvrit un petit nombre de comètes dont la fameuse périodique 84P/Giclas et au moins 17 astéroïdes (entre 1949 et 1975). Ce recueil d'observations recense comme les deux premiers catalogues ci-dessus des étoiles selon le critère d'un mouvement propre important. La première partie du catalogue de 1971 comporte 8989 objets de l'hémisphère Nord ; la seconde partie de 1978 comporte 2758 objets de l'hémisphère Sud.


Les catalogues Luyten

Dans le club très réduit des catalogues recensant des étoiles exclusivement sur le seul critère qu'elles présentent un mouvement propre important, le travail de l'astronome néerlando-américain Willem Jacob Luyten (1899-1994) est certainement le plus remarquable. Il fit des mouvements propres des étoiles et des naines blanches le sujet de prédilection de l'intégralité de sa carrière. Il travailla à l'observatoire Lick en Californie créé en 1876 grâce à un legs de James Lick (charpentier, fabricant de piano et mécène américain qui tira profit de la ruée vers l'or, il fut l'homme le plus riche de Californie à sa mort en 1876) dont la dépouille se situe à proximité immédiate de l'observatoire (transférée sur le site en 1887). L'observatoire Lick, à sa mise en service en 1888, détenait la plus grande lunette astronomique au monde (91 cm de diamètre) jusqu'à la construction de l'observatoire Yerkes en 1897. Willem Jacob Luyten travailla aussi à l'observatoire de l'Université Harvard dont la caractéristique unique au monde est de détenir une collection d'environ 500000 clichés astronomiques réalisés entre 1885 et 1989 (ressource remarquable permettant d'étudier les variations temporelles dans l'Univers) et d'être également le lieu de naissance de catalogues d'étoiles plein ciel déjà cités (le HR et le BSC).

Le travail de Willem Jacob Luyten s'exprime concrétement par 7 catalogues dont les deux derniers sont le couronnement final de sa carrière :

  • Le catalogue LFT (1955) est le premier de la série et il est aujourd'hui obsolète car basé sur l'époque astronomique B1950.0. Les catalogues suivants le remplaceront. Il comporte 1849 objets (des étoiles dont le mouvement propre excède cinq dixièmes de seconde d'arc par an) nommés LFT 0001 à LFT 1849.
  • Le catalogue LTT marque la seconde génération de 1957 à 1962. La tolérance du mouvement propre des candidates répertoriées est réduite à deux dixièmes de seconde d'arc par an maximum pour un total de 18635 objets.
  • Le catalogue NLTT est la révision de 1979 du LTT comportant 58845 objets.
  • Le catalogue LHS de 1979. Depuis, il a subi des correctifs en 1995 et une mise à jour de la précision des positions en 2002 (suite à la mission Hipparcos).
  • Le catalogue LDS (1940 à 1987) étendant le recensement de Willem Jacob Luyten à 6181 divers systèmes binaires partageant le même mouvement propre.
  • Le catalogue PHL fut réalisé aux observatoires de Palomar et de Tonantzintla avec la collaboration de Guillermo Haro (1913-1988 ; engagé comme assistant en 1943 à l'observatoire astrophysique de Tonantzintla, devenu principal opérateur de la chambre de Schmidt de cet observatoire de 24-31 pouces pour mener l'étude des étoiles soient très rouges soient très bleues, découvreur d'un grand nombre de nébuleuses planétaires, d'une supernovae, de 10 novae et d'une comète, astronome ayant été très moteur dans le développement de l'astronomie au Mexique). Le PHL recense 8746 étoiles bleues situées à proximité du pôle sud galactique.
  • Le catalogue de naines blanches réalisé de 1970 à 1977 sans désignation propre.


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