Jour sidéral
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Comparaison entre jour sidéral et jour solaire :la planète positionnée en 1 met un jour sidéral pour arriver en 2et un jour solaire pour arriver en 3
Comparaison entre jour sidéral et jour solaire :
la planète positionnée en 1 met un jour sidéral pour arriver en 2
et un jour solaire pour arriver en 3

Un jour sidéral, qui signifie littéralement temps d'étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une énorme boule de plasma comme le Soleil, qui est l'étoile la plus proche de la...), est la durée que met une planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de l'Univers et possédant une masse suffisante pour que sa gravité la maintienne en...) pour faire un tour sur elle-même, indépendamment de sa rotation autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit constituent les 5 genres Erythrotriorchis, Kaupifalco,...) du Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique, c'est une...) mais par rapport aux étoiles.

Le temps que nous utilisons dans la vie (La vie est le nom donné :) quotidienne s'appelle temps solaire. L'unité fondamentale (Une unité fondamentale est une unité de mesure de base dans un système d'unités. Les unités fondamentales sont indépendantes entre elles et permettent de déduire des unités...) du temps solaire est la journée : c'est le temps nécessaire pour que le Soleil effectue une rotation de 360 degrés autour du ciel (Le ciel est l'atmosphère de la Terre telle qu'elle est vue depuis le sol de la planète.), en raison de la rotation de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la...). Mais, en réalité, la Terre n'effectue pas une rotation de 360 degrés en une journée solaire. La Terre orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps autour d'un autre corps sous l'effet de la gravitation.) autour du Soleil et au cours d'une journée elle parcourt environ 1 degré (Le mot degré a plusieurs significations, il est notamment employé dans les domaines suivants :) (360 / 365.25 ≅ 1 degré par jour). Donc en 24 heures la direction face au Soleil change d'environ 1 degré. Résultat : la Terre doit effectuer une rotation d'environ 361 degrés pour que le Soleil semble avoir parcouru 360 degrés dans le ciel.

En astronomie (L’astronomie est la science de l’observation des astres, cherchant à expliquer leur origine, leur évolution, leurs propriétés physiques et chimiques. Elle ne doit pas être...), on s'intéresse seulement à la durée de rotation de la Terre relativement aux étoiles dites fixes (les planètes sont les étoiles mobiles), et non pas au Soleil. On utilise donc une mesure du temps qui se charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement transporté par un moyen de transport donné, et qui donne lieu à un paiement ou un bénéfice non pécuniaire pour être transporté.) uniquement de savoir combien de temps prend la Terre à effectuer une rotation de 360 degrés par rapport aux étoiles. Cette durée de rotation s'appelle une journée sidérale. En moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur qu'auraient chacun des membres de l'ensemble s'ils étaient...), une journée sidérale est 4 minutes plus courte qu'une journée solaire, à cause du 1 degré de rotation terrestre supplémentaire dans la journée solaire.

Au lieu de définir la journée sidérale comme étant de 23 heures 56 minutes, on définit l'heure (L'heure est une unité de mesure  :) sidérale, la minute ( Forme première d'un document : Droit : une minute est l'original d'un acte. Cartographie géologique ; la minute de terrain est la carte originale, au crayon, levée sur le terrain. Unités et...) sidérale et la seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à quelque chose de nature identique. La seconde est une unité de mesure du temps. ...) sidérale comme étant la même fraction d'une journée que leurs homonymes solaires. Donc, 1 seconde solaire = 1,00278 secondes sidérales :

  • un jour sidéral (Un jour sidéral, qui signifie littéralement temps d'étoile, est la durée que met une planète pour faire un tour sur elle-même, indépendamment de sa rotation autour du Soleil mais...) dure 23 heures, 56 minutes et 4 secondes en temps solaire;
  • un jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du...) solaire vaut 24 heures, 4 minutes et 56,56 secondes en temps sidéral.

Pour être tout-à-fait précis, on définit un jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil...) sidéral apparent comme étant le temps que met le point vernal (Le point vernal, (noté γ ou g), est un des deux points de la sphère céleste où l'équateur céleste et l'écliptique se croisent. Précisément, ce point est défini par la position du Soleil sur la...) pour faire deux transits successifs au méridien (En géographie, un méridien est un demi grand cercle imaginaire tracé sur le globe terrestre reliant les pôles géographiques. Tous les points de la Terre situés...). Comme une année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié à la révolution de la Terre autour du Soleil.) tropique (Les tropiques sont la partie géographique du globe limitée en latitude par les deux tropiques : le tropique du Cancer dans l'hémisphère nord et le tropique du Capricorne...) est de 366,2422 jours sidéraux et de 365,2422 jours solaires, un jour sidéral vaut :

365,2422 / 366,2422 = 0,997269 jour solaire; soit 23h 56m 4,09s.

Comme la vitesse (On distingue :) de la Terre dans son parcours autour du Soleil change un peu selon qu'elle est proche ou éloignée du Soleil, la durée du jour sidéral apparent varie aussi tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) au long de l'année. En pratique on utilise donc le jour sidéral moyen qui n'est pas mesuré effectivement à partir de deux transits successifs mais se calcule à partir de la durée moyenne du jour solaire.

Le temps sidéral est très utile pour déterminer où se trouvent les étoiles à un moment donné : il divise une rotation complète de la Terre en 24 heures sidérales. De la même manière, la carte du ciel est divisée en 24 heures d'ascension droite (En astronomie, l'ascension droite (a ou α) est un terme associé au système de coordonnées équatoriales, qui est l'équivalent sur la sphère céleste de la longitude.). Ceci n'est pas une coïncidence : l'heure (L’heure est une unité de mesure du temps. Le mot désigne aussi la grandeur elle-même, l'instant (l'« heure qu'il est »), y compris en sciences...) locale sidérale (HLS) indique l'ascension droite qui est actuellement en train (Un train est un véhicule guidé circulant sur des rails. Un train est composé de plusieurs voitures (pour transporter des personnes) et/ou de...) de traverser le méridien local. Donc si une étoile a une ascension droite de 05h 32m 24s, elle passera votre méridien à HLS = 05:32:24. En d'autres mots, la différence entre l'ascension droite d'un objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut être désigné par une étiquette verbale. Il est...) et l'heure locale sidérale indique à quelle distance du méridien l'objet se trouve. Par exemple, ce même objet à HSL = 06:32:24 (une heure sidérale plus tard), se trouve à une heure d'ascension droite à l'Ouest (L’ouest est un point cardinal, opposé à l'est. C'est la direction vers laquelle se couche le Soleil à l'équinoxe, le couchant (ou ponant).) de votre méridien, c'est-à-dire 15 degrés. Cette distance angulaire (La distance angulaire est la plus petite distance entre deux points d'un cercle. Généralisée en trois dimensions, elle revient au problème de la distance du grand cercle....) entre l'objet et le méridien s'appelle l'angle (En géométrie, la notion générale d'angle se décline en plusieurs concepts apparentés.) horaire de l'objet.

Une manière de faire le calcul est la suivante:

temps sidéral: T_{sideral} = \frac{2 \pi}{\omega} avec ω la vitesse angulaire (En physique, et plus spécifiquement en mécanique, la vitesse angulaire ω, aussi appelée fréquence angulaire, est une mesure de la vitesse de rotation.) de la terre sur elle même. Sur la figure ci-dessus, cela correspond au temps pour aller de la position 1 à 2.

temps solaire: T_{solaire} = \frac{2 \pi + \alpha}{\omega}. ici on a ajouter un angle α car sur la figure on va de la position 1 à 3 donc la terre à parcourue plus de radians. Cette angle α correspond à l'angle entre la position 2 à 3, ce qui comme on le voit est égale à l'angle entre la position 1 à 3.

Or pour aller de 1 à 3 on met 24h et l'angle parcouru par la terre en 1 jour est: \alpha = \frac{2 \pi}{365,25}

On peut alors déduire ω:

T_{solaire} = 24 \cdot 3600 = \frac{2 \pi}{\omega} + \frac{2 \pi}{365,25 \omega} donc \omega = 7,3 \cdot 10^{-5} rad \cdot s^{-1}

Finalement on retrouve le temps sidéral: T_{sideral} = \frac{2 \pi}{\omega} = \frac{2 \pi}{7,3 \cdot 10^{-5}} = 86164,1 secondes. Ce qui correspond à 23 heures 56 minutes 4,09 secondes

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