Le grand ballet stellaire

CHRONIQUE / «On dit que les galaxies s'éloignent les unes des autres à grande... (Photo 123rf.com/ Markus Gann)

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(Québec) CHRONIQUE / «On dit que les galaxies s'éloignent les unes des autres à grande vitesse et en accélérant. Alors les étoiles de notre propre galaxie doivent bouger elles aussi. Pourtant les signes du zodiaque me semblent se trouver toujours à la même place les uns par rapport aux autres, exactement comme il y a 50 ans. En regardant ça comme ça, j'ai vraiment l'impression que tout reste en place, immobile. [...] D'où ma question: ça bouge ou pas dans le ciel?» demande Claude Lafontaine, de Rimouski.

CHRONIQUE / «On dit que les galaxies s'éloignent... (Infographie Le Soleil) - image 1.0

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Infographie Le Soleil

Oui, «ça bouge» dans le ciel, et oui, les galaxies s'éloignent les unes des autres en règle générale. Remarquez qu'on ne les voit pas, ces galaxies, parce que les objets qui apparaissent dans le ciel nocturne sont, dans leur immense majorité, des étoiles situées dans le même secteur que nous de la Voie lactée. Mais il reste quand même que tous ces astres sont constamment en déplacement, et ce, à des vitesses extrêmement grandes à l'échelle humaine.

Ainsi, le soleil orbite autour du centre de la galaxie à une vitesse de 230 kilomètres par seconde (km/s), mais les étoiles voisines ne filent pas à la même allure - la différence tourne autour de 19 km/s.

En outre, «notre» étoile est en train de s'éloigner du plan de la galaxie, s'élevant «par-dessus» à raison de 7 km/s, chose qu'elle fera jusqu'à ce que, dans 14 millions d'années, la gravité du centre de la galaxie commence à nous ramener vers le plan orbital. Ce qui n'est pas le cas de toutes nos «voisines»: les autres étoiles du secteur, si elles tournent elles aussi autour du même centre galactique que nous, ne le font pas exactement de la même manière, chaque orbite ayant ses petites (et grandes) particularités.

Bref, quand on dit que ça bouge dans le ciel, ça veut dire que tout, littéralement tout, est constamment en mouvement. Mais cela ne signifie pas pour autant que ce grand ballet stellaire soit perceptible pour l'oeil humain, même après les 50 ans d'observation de notre lecteur.

Pour comprendre pourquoi, revenons un peu sur le plancher des vaches et supposons qu'un cycliste bien en forme et pédalant à 10 mètres par seconde roule à 1 mètre devant vous. C'est dire qu'en 1 seconde, il sera passé de 5 mètres à votre gauche à 5 mètres à votre droite. Avec un peu de trigonométrie, on trouve aisément que pour le suivre des yeux, il faut faire un balayage sur un angle fort large de 157°.

Maintenant, imaginons que ce même cycliste roule très loin, si loin qu'il faut des jumelles pour l'observer... Disons, à 10 kilomètres droit devant vous plutôt qu'à 1 m. En une seconde, le cycliste aura couvert la même distance - de 5 m à votre gauche à 5 m à votre droite. Mais il sera alors beaucoup plus facile de le suivre des yeux, parce que de votre point de vue, sa course ne couvrira qu'un angle de 0,03°. Pas de quoi se donner un torticolis... À cette distance, pour vous faire balayer le même angle des yeux que s'il était à 1 mètre de vous, soit 157°, le cycliste devrait pédaler pendant plus de 2h45 (au lieu de 1 seconde) et parcourir 100 kilomètres.

Voilà qui démontre bien une chose simple : à vitesse égale, plus un objet est lointain, plus il semble se déplacer lentement. Alors imaginez un instant l'effet que peuvent avoir les distances intersidérales sur la perception des mouvements. Dans le système solaire, elles se mesurent souvent en centaines, sinon en milliers d'années-lumière - soit le chemin que franchit la lumière en filant à 300 000 km/s pendant un an, soit 9460 milliards de km-, alors autant dire qu'elles gomment, purement et simplement, toute vitesse apparente.

L'astre qui se déplace le plus rapidement dans le ciel est l'étoile de Barnard, une petite étoile pâle, mais proche de la Terre (à six années-lumière, c'est la quatrième la «moins éloignée»). Elle traverse le ciel terrestre, imaginez le bolide, au rythme échevelé de 10,3 arcsecondes (arcsec, 1/3600 degré) par année, soit environ 0,003 degrés par année. C'est assez rapide pour que l'on voit la différence de position sur une vie humaine, mais la plupart des étoiles bougent à environ 0,1 arcsec par année. Changer de position apparente par 1 degré d'angle leur prend donc un peu plus de trois millénaires et demi...

Alors il faut être patient - et accessoirement immortel - pour le voir, mais oui, tous ces astres changent constamment de position. C'est ce que l'on peut constater dans le graphique ci-dessus, qui montre l'évolution d'une partie de la constellation de la Grande Ourse, le fameux «chaudron», au cours des derniers 100 000 ans.

***

Sources:

- Richard Pogge, Digital Movie Gallery, Astronomy 162: Introduction to Stellar, Galactic & Extragalactic Astronomy, Ohio State University, 2007, goo.gl/RTwPXM

- Karen Masters, How do stars move in the Galaxy?, Ask an Astronomer, Cornell University, 2015, goo.gl/ynJJ4N

- Bruce Thompson, Is our solar system moving away from or closer to any other solar system?, NASA Quest Q&A, 2004, goo.gl/ygMX2p

***

Veuillez prendre note que, comme chaque année, cette chronique fera relâche pendant le temps des Fêtes. Notre traditionnel «top 10» des percées scientifiques réalisées dans la région (élargie) de Québec au cours de la dernière année prendra sa place à partir du 20 décembre. De retour le 10 janvier.

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