Conjonctions planétaires dans le ciel du soir, janvier 2015

Le week-end dernier (10 et 11 janvier 2015) la météo sur la région lyonnaise était très favorable à l'observation du ciel (conditions fortement anticycloniques, et après un épisode pluvieux ayant probablement contribué à "nettoyer" l'atmosphère). En regardant au couchant, au Sud-Ouest, juste après le coucher du Soleil (vers 17h30-18h) on pouvait repérer deux "étoiles" brillantes côte à côte. Il s'agissait des planètes Mercure, à droite, et Vénus, à gauche. La magnitude de Mercure était de -0,6 et celle de Vénus de -3,3. Leur forte luminosité implique qu'au cours du crépuscule, ce sont les premiers astres qui vont apparaître dans le ciel qui s'assombrit.

C'est l'occasion de rappeler que la magnitude décrit la luminosité des étoiles et planètes : plus la luminosité est faible et plus la magnitude augmente. L'étoile de référence est Véga, l'étoile principale de la Lyre, très brillante, de magnitude (de référence) 0. Véga (Lyre) forme avec Deneb (Cygne) et Altaïr (Aigle) (de magnitude proche de 1) le fameux « Triangle d'été », trio d'étoiles bien visibles haut dans le ciel lors des soirées d'été de l'hémisphère Nord.

Dans un ciel de nuit péri-urbain relativement "pollué" par les lumières artificielles, on ne voit en général les étoiles que jusqu'à la magnitude 3, voire 4. L'étoile la plus brillante du ciel est Sirius, plus brillante que Véga, et donc de magnitude négative (-1,45). Les planètes visibles à l'œil nu (Mercure, Vénus, Mars, Jupiter et Saturne) ont en général des magnitudes inférieures à 1 et sont donc bien repérables même dans un ciel urbain puisqu'elles font partie des astres assez lumineux pour rester visibles malgré la pollution lumineuse. La classification des étoiles en magnitudes remonte aux astronomes antiques, notamment le grec Hipparque. Elle est fondée sur l'apparente luminosité des étoiles perçue par nos yeux et notre cerveau. Des étoiles de magnitudes croissantes séparées chacune d'une unité semblent ainsi moins lumineuses d'une même "quantité" de lumière. Cependant, notre système visuel ne fonctionne pas de manière linéaire, mais logarithmique. Ainsi, un objet A d'une unité de magnitude de plus qu'un objet B aura en réalité imprimé 2,5 fois moins de photons sur notre rétine. Ainsi avec une magnitude de -3, Vénus est en ce moment 2,5³ ~ 15 fois plus brillante que Véga (de magnitude de référence 0).

Source - © 2015 Patrick Thollot Figure 1. Vénus et Mercure dans le ciel lyonnais, 10 janvier 2015

Source - © 2015 Patrick Thollot Figure 2. Conjonction Vénus-Mercure, 10 janvier 2015, Lyon

Quelques minutes après l'apparition de ces 2 planètes, une troisième, moins brillante, apparaissait plus haut et plus au Sud : la planète Mars (magnitude 1,3).

Source - © 2015 Patrick Thollot

Figure 3. Mars visible à proximité de Vénus et Mercure, 10 janvier 2015

Vénus est bien visible, Mercure, moins brillante, est un peu en bas à droite de Vénus. Mars est visible en haut à gauche de l'image.

Le lendemain, 11 janvier 2015, on retrouvait les trois mêmes actrices, mais Mercure s'était visiblement rapprochée de Vénus, en "montant" relativement à celle-ci.

Source - © 2015 Patrick Thollot Figure 4. Mars visible à proximité de Vénus et Mercure, 11 janvier 2015 Vénus et Mercure sont un peu plus proches que la veille. Mars est visible, là encore, en haut à gauche de l'image.

Source - © 2015 Patrick Thollot Figure 5. Zoom sur la conjonction Vénus-Mercure, 11 janvier 2015, Lyon Vénus et Mercure sont un peu plus proches que la veille.

À partir de cette date, Mercure se ré-éloigne de Vénus (vers la droite, sur ces images) alors que sa luminosité semble diminuer. La proximité évidente des deux planètes restera repérable jusqu'au soir du 21 janvier 2015, date à laquelle un très fin croissant de Lune naissante rejoindra le duo un peu "au-dessus et à droite" de Mercure.

Source - © 2015 Simulation Stellarium

Figure 6. Simulation du ciel visible à Lyon au soir du 21 janvier à 17h55, heure locale

Puis Mercure, dont la luminosité continuera à diminuer, se perdra de plus en plus dans la luminosité du soleil couchant.

Ces rapprochements et mouvements apparents des planètes s'expliquent simplement par le mouvement orbitale de chacune autour du Soleil. Les planètes les plus proches du Soleil se déplacent plus rapidement que les planètes plus éloignées et les doublent ainsi régulièrement "par l'intérieur". On a ainsi l'occasion d'observer, depuis la Terre, Mercure "doubler" Vénus dans leurs courses autour du Soleil. Le petit schéma ci-dessous, généré par le « simulateur du système solaire » du JPL (laboratoire de planétologie américain, affilié à la NASA), permet de visualiser les positions respectives des planètes à n'importe quelle date.

Source - © 2015 Solar System Simulator,NASA/ JPL Figure 7. Simulation de la position des planètes du système solaire à la date du 01 janvier 2015	Source - © 2015 Solar System Simulator,NASA/ JPL Figure 8. Simulation de la position des planètes du système solaire à la date du 11 janvier 2015
Source - © 2015 Solar System Simulator,NASA/ JPL Figure 9. Simulation de la position des planètes du système solaire à la date du 21 janvier 2015

Dans la succession de ces 3 simulations à 10 jours terrestres d'intervalle, on constate le mouvement des planètes autour du Soleil, dans le sens inverse des aiguilles d'une montre (on regarde l'ensemble depuis la direction générale du pôle Nord). Bien qu'éloignées d'environ 80 millions de km dans l'espace, Vénus (à 250 millions de km de la Terre) et Mercure (à 170 millions de km de la Terre) se trouvent, au 11 janvier, quasiment sur une même ligne de visée depuis la Terre (pointillés blancs sur la version annotée de la simulation pour le 11 janvier, ci-dessous).

Mars, à plus de 300 millions de km de la Terre, se trouve sur une ligne de visée (pointillés oranges) faisant un angle d'environ 20° avec celle visant Vénus et Mercure, d'où son éloignement apparent dans le ciel.

Source - © 2015 D'après Solar System Simulator,NASA/ JPL, modifié

Figure 10. Simulation annotée de la position des planètes du système solaire à la date du 11 janvier 2015

Quand on a compris les positions réelles dans l'espace de ces 3 planètes visibles dans le ciel, et que l'on pense qu'on a les pied sur une quatrième, la Terre, on peut alors réaliser que l'on voit tout le système solaire interne d'un unique coup d'œil, donc un "paysage" interplanétaire qui s'étend sur plusieurs centaines de millions de kilomètres de profondeur... et cela peut donner un certain vertige !