C’est joli un planétarium, avec ses petites étoiles qui dessinent des constellations dans le ciel, où ses petits satellites qui traversent le ciel. Mais en plus d’être joli et de nous montrer à quoi ressemble le ciel à un moment donné, c’est aussi une machine à remonter le temps. Quelle est la confiance que l’on peut accorder à un tel logiciel pour revivre les grands événements astronomiques du passé ? C’est la question que nous nous poserons aujourd’hui, en nous basant sur un fait datant de plusieurs siècles.
Certains phénomènes astronomiques se produisent rarement, mais ont eu une très grande importance dans l’histoire de l’astronomie. C’est le cas des éclipses bien sûr, mais c’est aussi le cas d’un phénomène apparenté, le passage d’une planète en projection sur le disque solaire. Cela se produit pour les planètes plus proches que la nôtre du Soleil, c’est-à-dire Mercure ou Vénus.
Rendez-vous en 2117 !
Le passage de Vénus devant le soleil se produit environ deux fois par siècle, à intervalle de huit ans, et son nom classique est ‘transit de Vénus’. Les deux dernières fois que cet événement s’est produit, c’est en 2004 et 2012. La prochaine fois est prévue pour 2117. De nos jours, même si cet événement est rare, il n’a plus l’importance qu’il a pu avoir en termes de découvertes astronomiques. Mais les transits de 1761 et 1768 ont eu un impact phénoménal, puisqu’ils ont permis d’améliorer la connaissance d’une valeur très importante : la distance terre-soleil, nommée également Unité Astronomique. Nous vous épargnerons bien sûr les détails des calculs, ce n’est pas l’objet ici. Pour les amateurs de lecture, sachez que l’histoire de l’étude de ces transits est racontée de manière captivante dans le roman, « Le rendez-vous de Vénus » de l’astrophysicien et artiste Jean-Pierre Luminet.
Attention ! Nous vous rappelons qu’il est fortement déconseillé de regarder directement le Soleil sous peine de graves brûlures pour les yeux.
Jean Chappe, astronome et abbé
Pour étudier le phénomène, de nombreux observateurs ont été diligentés de par le monde. Parmi eux, Jean Chappe, astronome et abbé Français, s’est rendu en Sibérie, à Tobolsk, pour l’observer le 6 juin 1761. Un compte rendu scientifique de son observation a été donné dans l’Histoire de l’Académie Royale des Sciences, année 1761, pages 104 à 106. Je vous propose de vous replonger, à l’aide d’un logiciel de planétarium, Stellarium, dans l’observation de ce transit.
D’abord, il est important de déterminer la position exacte de l’observation, position que « M. l’abbé Chappe fixe à 4 h 23’ 54’’ à l’orient du méridien de Paris » pour la longitude et 58° 12’ 22’’ pour la latitude.
De nos jours, les positions d’un lieu sont plutôt exprimées en degrés, minutes et secondes d’angle, par rapport au méridien de Greenwich. Il va donc falloir faire un peu de calcul pour convertir les heures dont nous parle Chappe en degrés, minutes secondes angulaires, et puis pour convertir cela en degrés de longitude par rapport au méridien de Greenwich, qui est celui utilisé de nos jours comme ZERO des longitudes.
Le méridien de Paris est situé 2° 20’ et 14’’ à l’est de celui de Greenwich. Chappe se situe à 4h 23’ 54’’ à l’est de ce méridien. Le soleil parcourt dans le ciel 15° par heure (puisqu’il fait le tour, 360°, en 24h), ce qui permet de calculer un décalage de longitude de 65° 58’ 30’’ entre le méridien de Paris et la position de l’observation. Si on ajoute à ça l’écart entre les deux méridiens, nous obtenons une longitude de 68° 18’ et 44’’ entre le méridien de Greenwich et le lieu d’observation. Pour la latitude, pas de corrections à faire, c’est 58° 12’ 22’’.
L’heure d’observation
Nous pouvons faire un point d’étape, et vérifier par exemple que ces coordonnées correspondent bien à l’endroit que nous cherchons. Pour ceci vous pouvez prendre par exemple l’application Google Maps et entrer dans la barre de recherche les coordonnées 68° 18’ et 44’’E (pour Est) et 58° 12’ 22’’N (pour Nord). Google Maps devrait vous transporter dans la nature à proximité de la ville de Tobolsk. Bien. Nous ne nous sommes pas trop trompés dans nos calculs. Jusque là tout va bien.
Nous avons maintenant réglé le problème du lieu de l’observation. Qu’en est-il de l’heure. Chappe indique les informations suivantes :
Chappe donne donc l’entrée du centre de Vénus sur le disque solaire à 6h 51m 19s et la sortie de ce même centre à 12h 58m 31s. Pour être en accord avec Chappe, il faut savoir qu’il donne ses observations en heure locale. C’est-à-dire que là encore, nous devons faire une petite conversion pour que les heures données par Chappe et les heures données par le logiciel soient comparables. Nous allons donc régler nos montres. Nous allons régler Stellarium pour qu’il nous donne les heures en UTC (heure du méridien de Greenwich pour faire court) et transformer les heures de Chappe en UTC. Cette correction à effectuer, ce sont les 4h 23m 54s entre le méridien de Paris et le lieu d’observation auxquelles on doit ajouter 9m 21s entre les méridiens de Paris et Greenwich (qui correspondent aux 2° 20’ et 14’’ entre les deux méridiens). Le décalage total est donc de 4h 33m 15s. Ces valeurs sont à retrancher des valeurs données par Chappe, car Tobolsk se trouve à l’EST de Greenwich.
Quelques réglages dans Stellarium
Nous allons démarrer Stellarium et faire quelques réglages. Faites apparaître le menu de configuration (Menu Hamburger) et réglez la position d’observation (celle que nous venons de déterminer) ainsi que l’heure (nous la réglons ici à UTC 0, l’heure au méridien de Greenwich).
En temps UTC, d’après Chappe, le centre de Vénus passe devant le soleil pour la première fois à 2h 18m 4s UTC et ce même centre quitte le soleil à 8h 25m 16s UTC.
En réglant l’heure de Stellarium sur ces valeurs, puis en cherchant le soleil et en zoomant jusqu’à voir le Soleil et Vénus, on peut constater qu’effectivement le milieu de Vénus recouvre le bord du Soleil.
Observation d’un événement datant de 260 ans
Trouver le milieu n’est pas très précis et dans la pratique, la détermination est un peu différente. L’entrée par exemple est déterminée en mesurant à quel moment le disque de Vénus touche pour la première fois la surface du Soleil et à quel moment il touche pour la dernière fois, et en prenant la moyenne des deux mesures. De même pour la sortie. Chappe a eu du mal à déterminer le premier point, mais date le second à 7h 0m 30s, soit, en UTC, 2h 27m 15s. Avec Stellarium, cette situation est visible un peu plus tôt, à 2h 25m 28s. Ce décalage de 1 minute 45 environ, pour un événement qui s’est passé il y a 260 ans, est faible. On peut se satisfaire de tomber si près. Faible peut-être, mais il existe un décalage quand même. Il va falloir creuser un peu pour trouver son origine. En attendant, vous pouvez essayer de refaire la même chose avec d’autres observations de ce phénomène.
