Le ciel profond

Le ciel profond regorge d’une grande quantité d’objets bien plus faibles que les planètes couramment observées par les amateurs (de la Lune à Saturne). Dans sa définition la plus globale, le ciel profond est symbolisé par :

• Des catalogues d’étoiles (variables, doubles, multiples,…)
• Des catalogues de galaxies
• Des catalogues d’objets divers
• Des distances et des unités
• Les amas d’étoiles et les étoiles variables
• Les comètes et les astéroïdes
• Les galaxies et leur classification selon Hubble
• Les nébuleuses gazeuses et planétaires

Distances et unités

Sur la terre, le système métrique est de vigueur. On a pour commune habitude de fixer les distances en mètres et plus encore, en kilomètres. En astronomie, les observations se tournent en direction de cibles dont les distances sont bien plus importantes. Dans le jargon traditionnel, on qualifie souvent ces longs chiffres d’ « astronomiques » et ce n’est pas peu dire car si nous avions à formuler la distance de l’étoile la plus proche de nous après le soleil, Proxima du Centaure, la valeur kilométrique serait déjà si longue qu’une calculette ordinaire n’aurait pas assez d’incrémentations pour la manipuler.

Pour manipuler plus aisément les « kilométrages » en astronomie, de nouvelles unités de distances et angulaires apparurent :

• L’unité astronomique
• L’année-lumière
• Le Parsec
• Les degrés, minutes et secondes d’arc

Pour bon nombre d’astronomes amateurs, la manipulation de ces unités devint rapidement chose courante, surtout l’unité astronomique ainsi que les unités angulaires très fréquemment rencontrées en astronomie observationnelle depuis notre planète sur des objets appartenant à la banlieue terrestre telles que les planètes, les éclipses de soleil/lune, les passages des deux planètes inférieures devant le soleil, les comètes, les astéroïdes et les plutoïdes. Les « kilométrages » astronomiques sont si imposants que ces dimensions se combinent à l’échelle du temps dont la vitesse de la lumière est le vecteur.

Les degrés, minutes et secondes d’arc permettent d’exprimer des dimensions apparentes ou relatives.

Ces unités servent notamment à exprimer :

• Les diamètres apparents des disques planétaires
• Les distances entre deux composantes d’une étoile double
• Les distances entre plusieurs objets en conjonction
• Le champ apparent couvert par un instrument d’optique

On notera quelques ordres de grandeur courants tels que les 35° d’arc maximum couramment admis pour validation d’une conjonction entre planètes, les 30 minutes d’arc du diamètre apparent de la lune et du soleil, les 49 secondes d’arc du diamètre apparent de Jupiter à l’opposition ou bien encore les quelques secondes d’arc du disque d’Uranus. La main demeure un outil de mesure fort pratique pour estimer les plus grosses dimensions.

Catalogues d’étoiles

Catalogues d’objets

L’étoile est l’élément de base de l’univers. Elles sont référencées dans des catalogues d’étoiles quand il s’agit d’astres isolés. Lorsqu’un très grand nombre d’étoiles se retrouvent regroupées dans un volume extrêmement réduit sous l’effet de la gravitation ou qu’il s’agit de très larges étendues de gaz (pouponnières d’étoiles ou bulle de gaz expulsé par la mort d’une étoile), on parle alors d’objets cosmiques (galaxies, amas ouverts, amas globulaires, nébuleuses). En astronomie, on compte de nombreux catalogues d’objets cosmiques. L’astronome français Charles Messier (1730-1817) fut l’un des pionniers dans la conception d’un catalogue d’objets car ces catalogues eurent pour but premier de repérer les objets diffus fixes pouvant être confondus avec des comètes afin d’aider à la recherche de comètes inconnues. 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. Trois catalogues spécifiquement tournés vers l’amateur :

• Le catalogue M – De Charles MESSIER (1774-1781)
• Le catalogue H – HERSCHEL 400 (1980)
• Le catalogue CALDWELL (1995)

Six catalogues officiels :

• Le catalogue GC/NGC – General Catalogue (1864) – New General Catalogue (1888)
• Le catalogue IC – Index Catalogue (1888-1907)
• Le catalogue BC – De Barnard – Barnard’s Catalogue (1927)
• Le catalogue C – COLLINDER (1931)
• Le catalogue A – ABELL (1958-1989)
• Le catalogue PGC (1989) ==> PGC 2003

Classification des galaxies

Le cosmos est inondé de milliards de milliards de galaxies de formes très diverses.

La classification dont le très célèbre astronome américain Edwin Powell HUBBLE (1889-1953) sera le premier en 1925 à la proposer, permet de faciliter l’étude des galaxies en les regroupant suivant des critères communs. La carrière de cet astronome fut totalement tournée vers l’amélioration de la compréhension de la nature de l’Univers (ce qui explique l’utilisation de son nom pour baptiser le télescope spatial au début des années 90). Son observation d’un décalage vers le rouge du spectre de certaines galaxies montra qu’elles s’éloignaient les unes des autres et que nous étions en présence d’un Univers en expansion (vitesse proportionnelle à leur distance – Loi de Hubble).

Pour parvenir à cette loi révolutionnaire pour l’astronomie, HUBBLE combina de nombreux travaux de mesures spectroscopiques menés depuis l’observatoire Lick (James Edward Keeler et William Wallace Campbell) et depuis l’observatoire Lowell (Vesto Melvin Slipher). En collaboration avec Milton Humason, il parvient sur des critères d’observation et de mesures à la relation de vitesse et de distance en 1929, validant la thèse de la théorie du Big Bang proposée en premier lieu par le physicien et mathématicien russe Alexandre Friedmann (1888-1925) en 1922. Avec un certain nombre d’autres scientifiques de l’époque, il participe alors à l’alimentation de la théorie d’un big bang initial initiée par le chanoine catholique belge, Georges Lemaître (1894-1966) et l’élève américano-russe de Friedmann, George Gamow (1904-1968). HUBBLE observa à partir des télescopes les plus puissants au monde à son époque (Mont Wilson, Palomar). En parallèle, en 1923-1924, il répond depuis le Mont Wilson avec le télescope Hooker de 2,5m de diamètre à la vieille interrogation concernant beaucoup de « nébuleuses » observées dans des télescopes moins puissants : Ce sont des milliards d’autres galaxies si éloignées qu’on ne pouvait pas résoudre leur structure précédemment d’une façon formelle. Sa découverte est officialisée le 30 décembre 1924.

Six grandes familles de galaxies s’en détachent clairement :

• La galaxie spirale
• La galaxie spirale barrée
• La galaxie elliptique
• La galaxie lenticulaire
• La galaxie irrégulière
• Les galaxies spéciales

La séquence de HUBBLE est presque complète lorsqu’un astronome franco-américain, Gérard Henri de Vaucouleurs (1918-1995) ajoute une quatrième séquence à la grande famille des galaxies spirales : la sous-famille Sd.

La répartition des galaxies est de 13% pour les elliptiques, 21,5% pour les lenticulaires, 61,1% pour les spirales, 3,4% pour les irrégulières et 0,9% pour les galaxies spéciales. Cette répartition demeure cependant encore très subjective, même aujourd’hui, car celle-ci se basant uniquement sur l’univers connu.

Comètes

Le mot comète vient du grec komêtês signifiant « chevelu ». Dans le passé, les comètes inspirèrent la terreur, car elles étaient censées présager des catastrophes. Aucun objet cosmique n’avait aussi mauvaise renommée. Aujourd’hui, nous admirons les comètes comme de rares splendides phénomènes cosmiques et nous ne pouvons regretter la faible fréquence des comètes extraordinaires lumineuses comme le fut Hale-Bopp en 1997. Les astronomes observent chaque année une dizaine de comètes faibles, visibles uniquement au télescope. Des associations comme la commission des comètes de la SAF en ont fait leur spécialité. Nicolas BIVER fut un contact très précieux en son temps lorsque très jeune astronome amateur, j’observa ma première comète « faible » à l’âge de 18 ans dans mon CELESTRON 8.

Il existe plusieurs types de comètes.

Depuis le milieu des années 1990, trois systèmes de recherche automatique de comètes sont rentrés en concurrence avec les amateurs : Les programmes NEAT, LINEAR et LONEOS. Ces trois programmes sont à l’origine de 80 % des découvertes.

Les deux principales nominations sont C/ et P/

Parmi les comètes, il existe les comètes classées sous l’indice C/année code-chiffre (nom du découvreur ou du programme automatique à l’origine de la découverte). Il s’agit des comètes dont l’apparition n’a eu lieu qu’une fois, dont on a du mal à évaluer avec précision le retour et dont la période orbitale est souvent très longue (supérieure à 1000 ans). Le C signifie Circulaire. Il existe la seconde famille des comètes répertoriées sous l’indice P/année code-chiffre (nom du découvreur ou du programme automatique à l’origine de la découverte). Il s’agit des comètes dont l’apparition a eu lieu plusieurs fois, dont on a la possibilité d’évaluer avec précision le retour et dont la période orbitale est presque toujours courte (de 3 à 150 ans). Le P signifie Périodique. Cet indice est également utilisé pour les comètes nouvellement découvertes, d’une période inférieure à 20 ans. A noter également que la numérotation d’une comète périodique devient effective, dès qu’une comète a effectuée son second passage au périhélie. Par exemple : P/1994 P1 (Machholz 2) est devenue 141 P/Machholz 2 en 2000, lors de son second passage.

D’autres types de comètes et d’indices existent :

Lorsqu’une comète périodique est déclarée comme disparue, elle reçoit l’indice D/ – Lorsqu’une comète se déplace sur une orbite qui n’a pas pu être correctement déterminée, on lui attribue l’indice X/ – Quant aux comètes, qui ont parfois de fortes ressemblances avec les astéroïdes, ainsi qu’aux objets astéroïdaux courants, on leur donne l’indice A/