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Est-ce que les étoiles bougent dans le ciel ?

 
Par Blandine Vicent, Traductrice. 23 mars 2022
Est-ce que les étoiles bougent dans le ciel ?

Lorsque nous levons les yeux en l'air chaque nuit et que nous voyons les étoiles dans le ciel, nous pouvons constater qu'elles sont statiques dans le ciel, mais est-ce vraiment le cas ?

En effet, cela nous semble être le cas, étant donné qu'il y a une grande distance entre elles et entre nous et le ciel, mais lorsque nous observons attentivement et comparons sur de longues périodes de temps si les étoiles bougent dans le ciel ou si elles sont immobiles, nous constatons que leur position a varié au cours de l'histoire.

Chez ProjetÉcolo, nous vous donnons des réponses claires à cette question et à d'autres interrogations en lien avec les étoiles dans le ciel.

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Mouvement propre des étoiles

Afin de résoudre le doute majeur qui vous a amené jusqu'à cet article, c'est-à-dire, savoir avec certitude si les étoiles bougent dans le ciel ou si elles sont fixes, nous pouvons affirmer qu'elles bougent, mais généralement elles le font d'une manière telle qu'il est difficile de percevoir leur mouvement.

En 1718, l'astronome et physicien Edmund Halley a été le premier à observer le mouvement des étoiles. Pour ce faire, il a comparé les positions de trois des étoiles les plus brillantes, appelées Procyon, Arcturus et Sirius. Il a constaté que leur position avait changé par rapport aux étoiles adjacentes moins brillantes, à savoir de 0,5° pour Sirius et de 1° pour Arcturus.

Le déplacement apparent concernant les étoiles dans le ciel est appelé mouvement propre et se mesure en secondes d'arc par an ("/an"). En comparant deux instantanés de la même zone du ciel, mesurés à 50 ans ou plus d'intervalle, il est possible de vérifier les déplacements des étoiles perpendiculaires à notre vue. C'est le mouvement propre des étoiles projeté sur le ciel.

En général, ces mouvements sont de très petites dimensions, puisque les étoiles dans le ciel, en grande majorité, ont des mouvements propres de l'ordre de 0,0001"/an, à l'exception de quelques étoiles qui peuvent atteindre 1"/an. L'étoile de Barnard représente un cas très frappant, atteignant 10,25"/an, soit l'équivalent de 1° tous les 350 ans.

Est-ce que les étoiles bougent dans le ciel ? - Mouvement propre des étoiles

Vitesse radiale et tangentielle du mouvement des étoiles

Le mouvement propre d'une étoile peut être divisé en plusieurs composantes. La vitesse tangentielle des étoiles est mesurée perpendiculairement à la ligne de visée de l'observateur, ce qui permet de connaître la distance à laquelle se trouve une étoile, et la vitesse radiale permet de savoir si elle se rapproche ou s'éloigne de l'observateur. La direction du déplacement d'une étoile peut être déduite géométriquement du rapport entre ses vitesses radiale et tangentielle.

La vitesse radiale du mouvement des étoiles est la composante qui se développe le long de la ligne de visée de l'observateur. Cette vitesse est mesurée à l'aide des lignes spectrales des étoiles, qui sont décalées vers le bleu ou vers le rouge lorsque l'observateur s'éloigne ou se rapproche de la source lumineuse (effet Doppler). Cela consiste à mesurer le spectre de l'étoile en superposition à une source au sol. Elle est généralement mesurée en km/s. Elle peut se rapprocher (mesures négatives) ou s'éloigner (mesures positives), selon qu'elle se rapproche du bleu ou du rouge. Après avoir mesuré cette vitesse dans un grand nombre d'étoiles, la plupart d'entre elles ont des vitesses comprises entre 10 et 40 km/s, avec quelques exceptions atteignant 100 km/s.

La vitesse radiale peut également nous renseigner sur les caractéristiques physiques de certaines étoiles dans le ciel. Ainsi, dans les étoiles doubles, leurs vitesses radiales présentent des variations périodiques qui caractérisent leurs mouvements orbitaux. Dans d'autres étoiles, appelées étoiles pulsantes, ces variations sont la preuve de l'expansion et de la contraction de leur surface.

Vitesse spatiale du mouvement des étoiles

La troisième composante du mouvement d'une étoile est sa vitesse spatiale. En fait, cette composante peut être calculée à partir de sa vitesse radiale (Vr) et tangentielle (Vt) :

  • Ve² = Vr² +Vt²

Où Ve mesure la vitesse de l'espace par rapport à l'observateur. Si nous soustrayons la vitesse de l'observateur, nous pouvons obtenir la vitesse absolue. L'étoile la plus brillante dans le ciel, appelée Sirius, a une vitesse radiale de -8 km/s.

Le mouvement de rotation des étoiles

En analysant les lignes spectrales pour les étoiles dans le ciel, il est également possible de connaître leur vitesse de rotation. Dans ce spectre, les lignes fines indiquent une faible vitesse de rotation, tandis que les lignes plus larges indiquent une vitesse de rotation élevée. De plus, la largeur des lignes détermine aussi la position de l'axe de rotation par rapport à la vue de l'observateur.

Ainsi, si cet axe est perpendiculaire à la vision, nous pourrons obtenir la valeur réelle de la vitesse de rotation, alors que s'il coïncide avec la vision de l'observateur, il ne sera pas possible de déterminer sa valeur réelle.

Est-ce que les étoiles bougent dans le ciel ? - Le mouvement de rotation des étoiles

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