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Estimation visuelle de magnitude Echelle de brillance visuelle des objets du ciel depuis la Terre
Magnitude ? Vous avez dit magnitude !

La magnitude est l'échelle utilisée pour définir la luminosité d'un astre, planète, comète ou objet céleste quelconque dans le ciel. Il conviendrait d'être plus précis en parlant de magnitude stellaire apparente car il existe également la magnitude absolue. La différence fondamentale entre les deux magnitudes correspond au référentiel d'observation pour fixer l'éclat de la cible. La magnitude stellaire apparente définit la luminosité de l'objet tel qu'observé depuis la terre, tandis que la magnitude absolue correspond à l'éclat du même objet tel que théoriquement perçu à une distance de 10 parsecs soit 32,6 années-lumière.

La magnitude stellaire apparente est celle intéressant la très grande majorité des observateurs car elle permet de déterminer entre-autres les moyens techniques à mettre en oeuvre pour procéder à l'observation d'une cible (oeil nu, paire de jumelles, lunette, télescope) en fonction de son irradiance. J'ai 11 ans lorsque je fais la connaissance pour la première fois de cette échelle logarithmique inverse dont l'origine remonte à l'Antiquité au IIème siècle quand Hipparque décide de classifier les étoiles en six "grandeurs". En 1856, l'astronome britannique Norman Pogson propose de faire de cette échelle un standard lorsque ce dernier remarque que chaque baisse ou hausse d'une magnitude est parfaitement régulière selon la racine cinquième de 100 (soit environ 2,512). Compte-tenu du peu de moyens à la disposition d'Hipparque pour créer initialement cette échelle, on l'explique aujourd'hui par la loi de Weber-Fechner. Selon cette loi définissant la relation entretenue par la sensation avec la grandeur physique d'un stimulus, il a été démontré que la sensibilité de l'oeil humain correspond à un processus logarithmique.

Les observateurs de comètes, de novæ, d'astéroïdes ou d'étoiles variables ont souvent à effectuer des estimations de magnitude. Ces estimations permettent de suivre l'évolution de l'éclat d'un astre particulier selon le standard de Pogson. Il existe deux méthodes pour établir une estimation de magnitude visuelle stellaire apparente : La méthode fractionnelle et la méthode de Pogson. J'ai été amené à réaliser ce genre d'estimations sur la comète Hoenig en Août 2002.


La méthode fractionnelle

C'est la méthode la plus simple.

Cette méthode s'appuie sur l'utilisation de deux étoiles de référence, dont l'une sera plus brillante que l'astre à estimer, et l'autre moins brillante (étoiles A et B). Leur différence de magnitude doit être, si possible, d'environ 0,5. Il n'est pas indispensable de connaître leur véritable magnitude qu'il faudra prendre en compte une fois l'observation terminée ; En revanche, il est indispensable de réaliser un dessin du champ étoilé de manière à repérer ces étoiles de référence par rapport à l'astre à estimer. Mes dessins donnent un aperçu de l'emploi de la méthode.

Estimation de la magnitude de la comète Hoenig à partir de six étoiles de référence

Il suffit ensuite de diviser mentalement, par comparaison visuelle, leur différence de magnitude. On peut alors arriver à des constatations comme par exemple :
- L'étoile A est deux fois plus lumineuse que l'astre à estimer
- L'étoile B est trois plus faible que l'astre à estimer

En supposant alors que l'étoile de référence A a une magnitude de 10,5 et l'étoile B, une magnitude de 11, un simple calcul permet de déterminer que l'astre observé avait une magnitude d'environ 10,7 au moment de l'observation.


La méthode de Pogson (astronome ayant standardisé l'échelle)

Il s'agit de la méthode fractionnelle affinée en travaillant avec davantage d'étoiles candidates dont la magnitude précise est connue.

C'est une méthode qui s'adresse à des observateurs chevronnés.

Cette méthode implique que l'observateur puisse évaluer l'éclat d'une étoile ou d'un tout autre astre, à un dixième de magnitude près. Il s'agit de faire une comparaison à un grand nombre possible d'étoiles de magnitude très proches : Plus on a d'éléments de comparaison, meilleurs sont les résultats.

Arnaud FIOCRET © 2003 (2012)

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