Étoile polaire - Définition
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Introduction
Une étoile polaire est, en astronomie, une étoile visible à l’œil nu se trouvant approximativement alignée avec l’axe de rotation d’une planète, en général la Terre.
Description
Du fait de son alignement avec l’axe de rotation, une étoile polaire est perçue comme immobile par un observateur situé sur la planète, tandis que les autres étoiles visibles semblent décrire un mouvement circulaire autour de l’étoile polaire pendant la nuit.
Une étoile polaire est située près d’un des pôles célestes ; en navigation astronomique, sa position est un indicateur fiable de la direction d’un pôle géographique, et son altitude angulaire permet de déterminer la latitude.
Potentiellement, une planète possède deux étoiles polaires, une pour le pôle nord et l’autre pour le pôle sud, mais leur existence dépend de la configuration des étoiles : il peut ne pas y avoir d’étoile suffisamment visible à l’œil nu dans la direction d’un pôle.
Autres corps célestes
Sur d’autres objets célestes, il est possible de définir des étoiles polaires de façon analogue à celles de la Terre. Ces étoiles sont différentes de celles de la Terre car leur axe est orienté différemment.
- Sur Mercure, ο Draconis est l’étoile polaire nord et α Pictoris l’étoile polaire sud.
- Sur la Lune, δ Doradus est l’étoile polaire sud.
- Sur Mars, κ Velorum est située à 2° du pôle sud céleste. Les deux étoiles de la pointe du Cygne (constellation en forme de croix), Sadr et Deneb, pointent vers le pôle nord céleste de la planète.
- Sur Saturne, δ Octantis est l’étoile polaire sud.
- Sur Uranus, 15 Orionis est l’étoile polaire sud.
Changement séculaire de l’étoile polaire
La direction de l’axe de rotation d’un objet céleste se modifie continuellement au cours du temps, sous l'événement principal du phénomène de précession des équinoxes. Par conséquent, l’étoile polaire correspondante est amenée à changer. À plus long terme, les étoiles elles-mêmes se déplacent les unes par rapport aux autres, et ce mouvement propre est une autre cause de modification de l’étoile polaire sur de nombreux cycles de précession.
Sur la Terre, l’axe de rotation varie sur une période d’environ 26 000 ans, passant près de différentes étoiles à différentes époques. Parmi les étoiles ayant été susceptibles de servir d’étoiles polaires à d’autres époques, on peut citer α Lyrae (Vega) (il y a environ 12 000 ans, mais de façon assez imparfaite, puisque jamais à moins de 5° du pôle nord céleste), Kochab, Pherkad, ι Cephei, κ Draconis, θ Bootis et α Draconis.
Le tableau suivant regroupe les différentes étoiles de magnitude apparente inférieure à 3,5 qui seront les plus proches du pôle nord céleste à un moment donné du cycle de précession. Il ne s’agit pas forcément des étoiles visibles à l’œil nu les plus proches, et les valeurs numériques données sont des approximations très larges.
| Étoile | Magnitude apparente | Période | Distance minimale | ||
|---|---|---|---|---|---|
| Début | Fin | Année | Angle (°) | ||
| Polaris | 2,0 | 450 | 3100 | 2100 | 0,4 |
| γ Cephei | 3,2 | 3100 | 5300 | 4200 | 0,3 |
| ι Cephei | 3,5 | 5300 | 7100 | 6400 | 0,4 |
| α Cephei | 2,4 | 7100 | 9300 | 7600 | 3,6 |
| η Cephei | 3,4 | 9300 | 9400 | 9300 | 9,6 |
| Deneb | 1,2 | 9400 | 11600 | 10900 | 3,5 |
| δ Cygni | 2,9 | 11600 | 13700 | 12500 | 0,6 |
| Vega | 0,03 | 13700 | 15700 | 14600 | 3,9 |
| π Herculis | 3,2 | 15700 | 16900 | 16400 | 6,8 |
| γ Draconis | 2,2 | 16900 | 17600 | 16900 | 7,6 |
| η Herculis | 3,5 | 17600 | 19200 | 18000 | 7,9 |
| ι Draconis | 3,3 | 19200 | 23000 | 21300 | 3,1 |
| Pherkad | 3,0 | 23000 | 23100 | 23100 | 9,0 |
| Kochab | 2,1 | 23100 | 26200 | 24700 | 3,7 |
Le tableau suivant fait la même chose pour le pôle sud céleste.
| Étoile | Magnitude apparente | Période | Distance minimale | ||
|---|---|---|---|---|---|
| Début | Fin | Année | Angle (°) | ||
| β Hydri | 2,8 | 1300 | 5100 | 4150 | 3,5 |
| γ Hydri | 3,2 | 5100 | 6300 | 5100 | 6,9 |
| α Hydri | 2,9 | 6300 | 7500 | 6500 | 8,5 |
| α Reticuli | 3,3 | 7500 | 8400 | 8400 | 9,4 |
| α Doradus | 3,3 | 8400 | 12100 | 10000 | 5,0 |
| β Columbae | 3,1 | 12100 | 13000 | 13000 | 9,8 |
| ν Puppis | 3,2 | 13000 | 15700 | 14700 | 0,2 |
| σ Puppis | 3,2 | 15700 | 17600 | 16600 | 1,1 |
| γ Velorum | 1,8 | 17600 | 19300 | 18500 | 1,1 |
| δ Velorum | 1,9 | 19300 | 19800 | 19300 | 4,4 |
| φ Velorum | 3,5 | 19800 | 20500 | 20500 | 1,5 |
| κ Velorum | 2,5 | 20500 | 21000 | 20800 | 0,1 |
| N Velorum | 3,2 | 21000 | 21500 | 21000 | 1,4 |
| ι Carinae | 2,2 | 21500 | 21800 | 21500 | 2,9 |
| q Carinae | 3,4 | 21800 | 22500 | 22400 | 2,1 |
| θ Carinae | 2,8 | 22500 | 23400 | 22800 | 0,6 |
| ω Carinae | 3,3 | 23400 | 27000 | 23900 | 2,4 |
Pôle nord
Actuellement, dans l’hémisphère nord, l’étoile polaire est α Ursae Minoris (α UMi, en abrégé). Elle est d’ailleurs couramment appelée « l’Étoile polaire ».
α UMi est une étoile brillante, environ la 50e plus brillante étoile du ciel actuel, ce qui la rend parfaitement adaptée pour indiquer le pôle nord céleste. Sa déclinaison actuelle est de + 89° 15' 50,8". Sa position moyenne (en tenant compte de la précession et du mouvement propre) atteindra la déclinaison maximale de + 89° 32' 23" en février 2102, soit 1 657" ou 0,4603° du pôle nord céleste. Sa déclinaison apparente maximale (en tenant compte de la nutation de l’aberration) sera + 89° 32' 50,62", soit 1 629" ou 0,4526° du pôle nord céleste, le 24 mars 2100.
Pôle sud
Actuellement, σ Octantis (σ Oct) est l’étoile la plus proche du pôle sud céleste qu’il soit possible de voir à l’œil nu.
Avec une magnitude apparente de + 5,42, σ Oct est trop peu lumineuse pour être vraiment utile. La constellation de la Croix du Sud fonctionne de façon plus appropriée, en pointant dans la direction approximative du pôle sud.
Actuellement, l’étoile la plus proche du pôle sud céleste qui soit suffisamment brillante est β Hydri, qui en est distante de 13° et dont la magnitude apparente atteint 2,80.
