2008-12-30 : Les systèmes de coordonnées célestes

Généralités

Il existe de nombreux systèmes de coordonnées célestes. Une page de Wikipedia sur ce sujet en recense plusieurs.

Nous pouvons tenter une classification de certains d'entre eux selon la position de leur centre de référence, leur plan de référence et leur origine.

On peut distinguer 3 centres de référence usuels : le centre de la Terre ; le centre du Soleil ; un point sur la Terre.

On peut aussi distinguer 3 plans de référence usuels: le plan de l'écliptique qui est en première approximation le plan dans lequel se déplace le centre de la Terre ; le plan de l'équateur qui est une projection de l'équateur terrestre ; le plan de l'observateur terrestre qui est en quelque sorte l'horizon de cet observateur.

Enfin, comme origine, on peut citer le point vernal qui est une des intersections entre les plans de l'écliptique et de l'équateur. Dans le cas d'un observateur terrestre, une autre origine importante est la direction du Sud.

On peut combiner ces différentes notions pour créer différents systèmes de coordonnées.

Les choses sont en fait plus complexes qu'il n'y paraît car les références citées précédemment ne sont pas fixes. Ainsi, le plan de l'écliptique n'est pas fixe tout comme le plan de l'équateur qui est animé d'un lent mais réel mouvement de précession et de nutation. En conséquence, de nombreux repères célestes sont dépendants d'une date.

Dernier point, la représentation habituelle des coordonnées dans ces repères se fait soit en coordonnées rectangulaires, soit en coordonnées sphériques.

Systèmes utilisés dans Éphéméridium

Centres du repère permis :

• Géocentre (centre de la Terre)
• Héliocentre (centre du Soleil)
• Topocentre (coordonnées géographiques sur Terre)

Plans de référence permis :

• Écliptique
• Équateur
• Horizon terrestre

Type de coodonnées :

• Brutes
• Moyennes J2000 (prise en compte de la précession ; époque de référence J2000)
• Moyennes de la date (prise en compte de la précession ; la date sert d'époque de référence)
• Vraies (prise en compte de la précession et de la nutation ; la date sert d'époque de référence)
• Astrographiques J2000 (prise en compte de la précession, de la nutation et de l'aberration, c'est-à-dire la correction due au caractère fini de la vitesse de la lumière ; époque de référence J2000)
• Apparentes (prise en compte de la précession, de la nutation et de l'aberration ; la date sert d'époque de référence)

Représentation des coordonnées :

• Rectangulaires (variables X, Y, Z représentant des distances)
• Sphériques (2 angles et une distance)
• Horaires (2 angles et une distance - ce sont des coordonnées locales et apparentes, dépendantes de la rotation terrestre)
• Horizontales (2 angles et une distance - ce sont des coordonnées locales et apparentes, dépendantes de la rotation terrestre)

Certaines combinaisons sont interdites. En effet, les coordonnées apparentes ne peuvent être que topocentriques. Et des coordonnées horaires ou horizontales ne peuvent être qu'apparentes.

Conclusions

Éphéméridium prend en compte de nombreux systèmes de référence célestes. Dont les plus usuels (notamment les coordonnées apparentes locales)