Constellation

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Vue d'artiste de la constellation de la Grande Ourse, l'une des constellations les plus connues de l'hémisphère nord.

Une constellation est un ensemble d'étoiles dont les projections sur la voûte céleste sont suffisamment proches pour qu'une civilisation les relie par des lignes imaginaires pour créer une forme quelconque. Une constellation est généralement plus complexe qu'un astérisme, qui peut représenter une partie d'une constellation ou appartenir à plusieurs constellations. Utilisées au cours de l'histoire pour le repérage céleste et terrestre ainsi que comme représentations mythologiques, les constellations paraissent être regroupées dans le ciel nocturne mais elles sont ordinairement très dispersées dans l'espace tridimensionnel.

Différentes cultures ont reconnu des constellations différentes. Sauf mention contraire, ici, le terme de constellation réfère aux constellations modernes. Actuellement, l'Union astronomique internationale (UAI) divise le ciel en 88 constellations avec des frontières précises, pour que tout point du ciel appartienne à une constellation et à une seule. Ces dernières sont regroupées en deux parties, divisant le ciel en suivant plus ou moins les deux hémisphères terrestres, le ciel austral pour le sud et le ciel boréal pour le nord. Les constellations boréales sont les plus anciennes et correspondent au pan de ciel visible depuis les régions de la Méditerranée par les astronomes de l'Antiquité. Elles sont substantiellement basées sur la tradition hellénique et pré-hellénique, transmise à travers l'ère médiévale. Les constellations australes n'ont pas été nommées par les astronomes occidentaux avant au moins le XV^e siècle.

Histoire

Le manque de documents historiques rend difficile la détermination de l'origine précise des plus anciennes constellations occidentales. Il semble que le Lion, le Taureau et le Scorpion existaient déjà (pas forcément sous ces noms) en Mésopotamie vers 4 000 av. J.-C^{[réf. nécessaire]}. L'une des plus anciennes représentations picturales se situe sur un vase grec datant de 625 avant Jésus-Christ.

Près de la moitié des constellations modernes proviennent des astronomes grecs. Homère mentionnait Orion dans l'Odyssée dès le IX^e siècle av. J.-C. Le Zodiaque apparaît vers le V^e siècle av. J.-C., divisé en douze constellations. Aratos de Soles fixa au III^e siècle l'essentiel des noms de constellations repris par Ptolémée.

II^e siècle : Constellations de Ptolémée

Dessin de la constellation de Céphée dans un manuscrit des poèmes d'Aratos du IX^e siècle.

La compilation exhaustive de constellations la plus ancienne que l'on connaisse remonte à Ptolémée, au II^e siècle ; dans son Almageste, il groupa 1 022 étoiles en quarante-huit constellations. Cette œuvre sera la base de travail des astronomes occidentaux jusqu'à la fin du Moyen Âge. Elle ne comprend cependant que des étoiles visibles d'Alexandrie où Ptolémée faisait ses observations.

En plus des douze constellations du Zodiaque, Ptolémée en inventorie trente-six :

Andromède (la princesse) ; l'Aigle ; l'Autel ; le Navire Argo, de nos jours divisé en : la Carène, la Poupe, et les Voiles ; la Baleine ; le Bouvier ; Cassiopée (la reine) ; le Cocher ; le Centaure ; Céphée (le roi) ; le Corbeau ; la Coupe ; la Couronne australe ; la Couronne boréale ; le Cygne ; le Dauphin ; le Dragon ;

l'Éridan (le fleuve) ; la Flèche ; le Grand Chien ; la Grande Ourse ; Hercule (l'homme fort) ; l'Hydre ; le Lièvre ; le Loup ; la Lyre ; Ophiuchus (le Serpentaire) ; Orion (le chasseur) ; Pégase (le cheval ailé) ; Persée (le héros) ; le Petit Cheval ; le Petit Chien ; la Petite Ourse ; le Poisson austral ; le Serpent (divisée désormais en deux parties, la Queue et la Tête du Serpent, par l'entreposition d'Ophiuchus) ; le Triangle.

Les quarante-huit constellations inscrites par Ptolémée dans son Almageste seront utilisées pendant plus de 1 000 ans en Occident avec comme seul changement la constellation Antinoüs.

Mis à part l'immense Navire Argo, découpé plus tard en trois puis quatre constellations, les constellations de Ptolémée seront toutes adoptées sans modification par l'UAI, qui en définira cependant les contours précis. En effet, les délimitations des constellations n'ont pas été fixées à l'époque antique, seule l'appartenance des étoiles brillantes l'ont été. Par la suite, Johann Bayer puis John Flamsteed recensèrent des étoiles moins brillantes dont ils décidèrent de la constellation d'appartenance (voir Désignation de Bayer et Désignation de Flamsteed). Les délimitations modernes des constellations ont été bâties afin de préserver les appartenances de l'ensemble des étoiles catalogués par Bayer puis Flamsteed.

L'Almageste de Ptolémée passa dans les mains des astronomes arabes qui complétèrent ses observations, ajoutant quelques constellations qui ne sont plus utilisées actuellement, rallongeant certaines (comme l'Éridan) afin de mentionner des étoiles visibles depuis les latitudes plus australes que celle d'Alexandrie.

L'Almageste étant un ouvrage alors perdu en Europe, les astronomes occidentaux n'en obtinrent des copies que dans la dernière partie du Moyen Âge, à partir de traductions de l'arabe en latin, en même temps qu'un certain nombre d'observations des astronomes arabes.

XVII^e siècle : Hémisphère sud

Les constellations australes, dessinée par Johann Bayer dans son Uranometria en 1603.

Dessin des constellations de l'hémisphère sud, 1661

À partir du XVII^e siècle, lorsque les Européens partent explorer les mers de l'hémisphère sud, ils découvrent de nouvelles étoiles qui n'étaient mentionnées dans aucune constellation connue.

En 1603, l'astronome allemand Johann Bayer publie l'Uranometria, le premier atlas astronomique couvrant entièrement la sphère céleste. Il contient, outre celles de Ptolémée, douze nouvelles constellations visibles depuis l'hémisphère sud. Ces constellations ont vraisemblablement été cartographiées par les navigateurs hollandais Pieter Dirkszoon Keyser et Frederick de Houtman, qui ont fait bénéficier Bayer de leurs inventions :

• le Caméléon
• la Colombe
• la Dorade (espadon)
• la Grue
• l'Hydre mâle
• l'Indien
• l'Oiseau de paradis
• le Paon
• le Phénix
• le Poisson volant
• le Toucan
• le Triangle austral

Ces nouvelles constellations, aux noms exotiques, arrivèrent les premières sur un planisphère céleste encore vierge et connurent un tel succès qu'elles sont toujours utilisées de nos jours.

Elles témoignent également d'un changement de perception dans ce qu'est une constellation. Les Grecs anciens divisaient le ciel en deux parties : les constellations et les espaces entre celles-ci qui étaient censés n'appartenir à aucune. Johann Bayer, en produisant une carte du ciel pour chaque constellation, commence à rattacher tout point du ciel à une constellation donnée.

À partir de la publication de l'Uranometria, les astronomes européens vont tenter d'imposer un maximum de leurs créations, sans toutefois rencontrer le même succès que Bayer.

En 1624, l'astronome allemand Jakob Bartsch définit cinq nouvelles constellations entre plusieurs déjà existantes. Seules la Licorne, la Girafe et la Croix du Sud nous sont restées, le Tigre et le Jourdain échouant sans postérité.

Vers la même époque, Tycho Brahe élève au rang de constellation l'astérisme de la Chevelure de Bérénice.

En 1627, Julius Schiller publie le Coelum Stellatum Christianum, un atlas stellaire où les constellations sont renommées d'après des personnages ou des événements bibliques. Cette tentative de « christianiser » le ciel restera vaine.

En 1643, Anton de Rheita imagine une Figure de Jésus entre le Lion et l'Hydre, une Mouche près du Bélier, rebaptisée Fleur de lys sous Louis XIV : nommer les constellations devient un jeu de courtisan. En France, Augustin Royer utilise un groupe d'étoiles entre Andromède, Céphée et Pégase qu'il nomme le Sceptre. En Prusse, l'astronome royal Gottfried Kirch crée un second sceptre sous l'Éridan afin de lui donner la réplique. Ces revendications de prestige ne s'imposent pas dans la communauté des astronomes.

Le Petit Renard et l'Oie, dessinés par Johannes Hevelius dans son Uranographia, vers 1690.

Vers 1690, Johannes Hevelius, bourgmestre de Dantzig, propose plusieurs constellations :

• les Chiens de chasse
• l'Écu de Sobieski
• le Lézard (en lieu et place du Sceptre d'Augustin Royer)
• le Lynx (car ses étoiles sont, pour paraphraser Hevelius, si faibles qu'il faut des yeux de Lynx pour les voir)
• le Petit Lion
• le Petit Renard (originellement le Renard à l'oie, étant décrit comme un renard qui s'enfuit en emportant une oie dans sa gueule)
• le Sextant

Ces dénominations, non rattachées à un quelconque souverain, modestes, auront finalement plus de succès que toutes les autres et subsisteront jusqu'à notre époque.

Planisphère des étoiles australes dressées par Mr l'Abbé de la Caille, Atlas Coelestis, 1776.

Dans son ouvrage Coelum australe stelliferum (1763), Nicolas-Louis de Lacaille référence plusieurs nouvelles constellations afin de compléter les espaces de ciel encore vierges de toute dénomination :

• la Boussole
• le Burin
• le Compas
• le Fourneau
• l'Horloge
• la Machine pneumatique
• le Microscope
• la Mouche
• l'Octant
• le Peintre (originellement le Chevalet du peintre)
• la Règle
• le Réticule
• le Sculpteur
• la Table (originellement la Montagne de la Table, depuis laquelle il avait effectué ses observations)
• le Télescope

Les noms choisis reflètent les idées de l'époque, plus portées vers la science et les techniques que vers l'aventure et la mythologie. En outre, La Caille démantèle le Navire Argo en trois constellations plus petites afin de le manier plus facilement. Dans la même période (fin XVIIIe), d'autres constellations ont eu l'honneur des cartes mais n'ont pas été retenues : ainsi l'Aérostat de Lalande ou le Quadrant qui, bien qu'oublié, a donné son nom à l'essaim d'étoiles filantes des Quadrantides. Ce sont ainsi quarante-quatre constellations éphémères qui ont brièvement figuré sur les cartes.

XX^e siècle : Constellations de l'UAI

La constellation d'Orion, schématisée et montrant ses étoiles principales et ses limites actuelles.

Articles détaillés : liste des constellations et repérage des constellations.

Dans les années 1920, l'Union astronomique internationale décide de mettre de l'ordre dans les constellations et d'en définir rigoureusement les limites. L'atlas officiel des constellations, défini en 1930 par Eugène Delporte, divise le ciel suivant le système de coordonnées équatoriales, divisant le ciel suivant des lignes d'ascension droite et de déclinaison. Déterminées à l'aide des coordonnées de l'époque B1875.0, les limites des constellations ne sont plus parfaitement horizontales et verticales sur une carte du ciel moderne en raison de la précession des équinoxes (cf. #Mouvement et position).

Le tracé est fait de manière à respecter les appartenances des différentes étoiles brillantes à leur constellation traditionnelle. Dans la mesure du possible, le rattachement d'étoiles ou d'objets célestes plus faibles, qui avaient été cités dans la littérature scientifique, est également respecté. De ce fait, ces limites sont parfois très tortueuses, poussées d'un côté ou de l'autre pour inclure telle étoile et laisser telle autre dans la constellation voisine.

Constellations chinoises

Article détaillé : Astérisme chinois.

À l'instar des astronomes grecs, les astronomes chinois ont regroupé certaines étoiles en constellations, d'abord sur la zone de l’écliptique, de manière analogue au Zodiaque occidental, puis sur l'ensemble du ciel. Les vingt-huit constellations (ou astérismes) de la zone écliptique sont appelées maisons lunaires. Elles sont divisées en quatre zones de sept astérismes, correspondant aux quatre animaux de la symbolique chinoise (Dragon azur à l'est, Oiseau vermillon au sud, Tortue noire au nord et Tigre blanc à l'ouest). Contrairement au zodiaque, ces astérismes sont de taille extrêmement variable ; leur origine est à l'heure actuelle inconnue.

Par la suite, l'ensemble de la sphère céleste visible depuis le monde chinois (soit tout ce qui se trouve à une déclinaison supérieure à -55 degrés environ) a été nanti d'astérismes. Contrairement à la méthode occidentale qui a peuplé le ciel de personnages et créatures mythiques, les chinois ont figuré le ciel à l'image de leur société, avec divers palais (Ziwei, Taiwei) habités de différentes classes de la cour et de la société chinoise. Certains détails pittoresques y sont même inclus tels l'astérisme Ce représentant des latrines et l'astérisme Tianshi représentant les excréments destinés à être utilisés pour l'agriculture.

L'origine des maisons lunaires est très ancienne. Leur antériorité manifeste sur le reste du ciel chinois est vraisemblablement due à leur nécessité pour établir un calendrier, la place du Soleil dans ces astérismes étant un moyen de repérer le cycle des saisons. Les autres astérismes ont semble-t-il été bâtis vers la fin du III^e siècle av. J.-C.. Trois traités astronomiques les décrivent : le Shi Shi, le Gan Shi et le Wuxian Shi, qui ont semble-t-il été écrits dans cet ordre. Les astérismes du Shi Shi comprennent la quasi-totalité des astres les plus brillants, contrairement à ceux des autres traités, qui ont été introduits peu après pour compléter les précédents et peupler les zones encore vides d'astérismes. Le Wuxian Shi fait régulièrement référence au Gan Shi alors que le contraire n'est pas vrai, ce qui assure l'antériorité de ce dernier.

La composition exacte de ces astérismes n'est pas établie avec certitude. En général seule la position de l'une des étoiles des astérismes, appelée étoile référente, est donnée dans les traités astronomiques, et de façon relativement imprécise parfois. Le reste de l'astérisme est déduit de nos jours à l'aide des cartes du ciel en provenance du monde chinois, cartes dont la précision est approximative et qui fait rarement la distinction entre les différentes magnitudes apparentes des étoiles les composant.

Ce sont en tout environ deux-cent-quatre-vingts astérismes qui peuplent le ciel chinois, un nombre notablement plus grand que celui des constellations occidentales. Certains astérismes sont très vastes, notamment ceux représentant les murs d'enceinte des différents palais (tels Tianshi). D'autres sont bien plus petits, se restreignant parfois à une seule étoile (Dajiao, par exemple, correspondant à α Bootis/Arcturus, ou Tianguan, correspondant à ζ Tauri). Les astérismes à une seule étoile mis à part, les étoiles ne sont pas individuellement nommées à l'exception de celles de certains très grands astérismes, comme celles de Tianshi dont les noms correspondent aux différences provinces de l'Empire chinois de l'époque (dynastie Han) où ces astérismes ont été créés.

Mouvement et position

Exemple de carte du ciel mobile. Les constellations sont représentées sur un cercle centré sur l'étoile polaire.

Article connexe : rotation de la Terre.

La rotation terrestre entraîne un mouvement des constellations autour des pôles nord et sud célestes, alignés avec l'axe de rotation terrestre. Dans l'hémisphère nord, le pôle coïncide avec la position de l'étoile polaire et dans l'hémisphère sud, avec σ Octantis. C'est pourquoi sur les cartes célestes de l'hémisphère nord telles la carte du ciel mobile, l'étoile polaire figure au centre.

Selon la latitude de l'observateur, l'heure du jour et la période de l'année, les constellations se lèvent à l'horizon Est et se couchent à l'horizon Ouest, tout comme le Soleil. Les constellations qui ne passent jamais sous l'horizon sont appelées circumpolaires. Plus l'observateur est situé près des pôles, plus il a accès à des constellations circumpolaires.

Ainsi, pour la plupart des observateurs de l'hémisphère nord, des constellations telles la Petite et la Grande Ourse, Cassiopée, Céphée et le Dragon sont circumpolaires. À l'inverse, d'autres constellations, cachées le jour par le Soleil et couchées la nuit, ne sont visibles qu'en certaines saisons, comme Orion, visible en hiver, la Lyre, visible en été, le Lion, au printemps, ou encore Andromède, visible en automne.

Comme pour tous les objets visibles du sol terrestre, les constellations changent légèrement de position avec le temps en raison de la précession des équinoxes.

Zodiaque

Article détaillé : Zodiaque.

Les constellations du Zodiaque se situent dans la bande de ciel contenant le tracé des orbites du Soleil et des planètes. Elles sont généralement les plus anciennes, ayant une certaine importance pour le repérage et l'observation du mouvement de plusieurs astres.

Les constellations présentes dans le zodiaque sont : le Bélier, le Taureau, les Gémeaux, le Cancer, le Lion, la Vierge, la Balance, le Scorpion, le Serpentaire (Ophiuchus), le Sagittaire, le Capricorne, le Verseau et les Poissons, qui achèvent le cycle.

Voir aussi

Articles connexes

• Liste des constellations
• Projet:Constellations
• Repérage des constellations
• Constellations disparues
• Astérisme chinois
• Désignations stellaires
• Astronomie d'observation

Liens externes

• Constellations disparues
• Constellations Automne, Hiver, Printemps, Eté, sur Astronoo
• Storia della cartografia celeste