Sélection d’objets repérés sur la carte céleste du ciel d’été

Avant-propos

Par une belle nuit noire, on peut voir quelques milliers d’étoiles. Elles appartiennent toutes à une vaste agglomération en forme de disque (de 100 000 années-lumière de diamètre) renflé dans sa partie centrale, que les astronomes appellent la Galaxie et qui contient quelque 200 milliards d’étoiles.

Le mouvement apparent des étoiles n’est pas perceptible à l’œil nu à l’échelle d’une vie humaine. Elles semblent former des figures immuables qu’on appelle constellations, dans le langage courant. En 1930, l’Union Astronomique Internationale a découpé le ciel en 88 constellations dont les limites ont été rigoureusement définies, telles des départements célestes.

Reconnaître les constellations permet d’y repérer des objets célestes qui méritent le détour et dont une sélection vous est proposée ici.

Le grand bestiaire céleste

Les étoiles sont de loin les objets célestes les plus nombreux que l’on puisse voir à l’œil nu. Elles appartiennent toutes à notre Galaxie et sont distantes de quelques années-lumière à quelques milliers d’années-lumière, de sorte que, même dans un grand télescope, on ne peut pas voir directement leur disque. L’étoile la plus proche de la Terre est le Soleil ; sa proximité (150 millions de kilomètres) permet d’en observer la surface avec force détails.

Les étoiles sont des boules de gaz très chaudes, généralement de forme sphérique. Constituées majoritairement d’hydrogène et d’hélium, elles entretiennent en leur centre des réactions thermonucléaires de fusion qui leur permettent d’émettre de la lumière pendant des dizaines de millions, voire des milliards d’années.

Depuis la plus haute antiquité, cinq objets brillants étaient connus sous le nom de planètes (astre errant) : Mercure, Vénus, Mars, Jupiter et Saturne ; avec Uranus et Neptune découvertes en 1781 et 1846, et la Terre, elles orbitent autour du Soleil avec des périodes comprises entre 88 jours (Mercure) et 165 ans (Neptune). L’avènement du télescope et l’exploration spatiale du système solaire ont permis d’en révéler la véritable nature.

Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d’une autre étoile, possédant une masse suffisante pour être de forme sphérique, ou presque. On connait aujourd’hui plus de 5000 exoplanètes, c’est-à-dire orbitant autour d’étoiles autres que le Soleil.

Comme elles sont mobiles sur le fond des étoiles, leur position change sur la carte au fil du temps. Les positions des deux plus grosses planètes sont données sur la carte : Saturne en 2022, 2023 et 2024 ; Jupiter en 2022.

Jupiter est la plus grosse des planètes du système solaire (143 000 km de diamètre, 11 fois celui de la Terre). C’est une planète gazeuse. Au télescope, elle se présente sous la forme d’un disque aplati aux pôles, à cause de sa grande période de rotation (9h55m). On peut y distinguer des bandes sombres et des zones claires parallèles à l’équateur, et la fameuse tache rouge, un cyclone permanent. On peut aisément observer le ballet de ses quatre plus gros satellites, découverts par Galilée en 1610.

Saturne est aussi une planète gazeuse dont le diamètre vaut environ 9 fois celui de la Terre. Au télescope, elle offre un spectacle singulier : un globe aplati à cause de sa période de rotation de (10,5h) et son magnifique système d’anneaux. Titan, découvert en 1655 par Christian Huygens, est le plus gros satellite naturel du système solaire (5150 km de diamètre, contre 3475 km, pour la Lune).

Les étoiles naissent au sein de vastes nuages de gaz et de poussières, les nébuleuses diffuses, véritables pouponnières d’étoiles qui peuvent s’étendre sur des milliers d’années-lumière et produire des milliers d’étoiles.

Après dissipation du gaz, les étoiles restent encore groupées pendant plusieurs millions d’années en amas ouverts, avant d’être disséminées au gré des forces gravitationnelles. Les amas ouverts qui contiennent quelques centaines ou plusieurs milliers d’étoiles, comme M11. Les amas ouverts sont donc peuplés d’étoiles relativement jeunes qui ont toutes à peu près le même âge.

Dans ces conditions, il n’est pas étonnant que les étoiles soient très fréquemment associées à des systèmes doubles, les étoiles doubles, ou multiples. Certains forment de véritables couples stellaires dont les composants orbitent autour d’un centre de gravité du système, comme c’est le cas d’Al Sahib ; d’autres sont juste fortuitement alignées sur la ligne de vue de l’observateur, comme c’est le cas d’Albireo. Leur observation dans de modestes instruments permet d’y admirer parfois de magnifiques contrastes d’éclat et de couleur.

En dépit de leur nom, les nébuleuses planétaires n’ont rien à voir avec les planètes à ceci près qu’elles se présentent souvent sous la forme de disques. A la fin de leur vie, certaines étoiles (celles dont la masse est comprise entre 0,8 et 8 masses solaires) expulsent leurs couches externes tandis que leur cœur s’effondre pour former une naine blanche. Il se forme alors une enveloppe gazeuse en expansion, illuminée par le rayonnement ultraviolet de l’étoile centrale ; comme l’enveloppe se dissipe à des vitesses de quelques dizaines de kilomètres par seconde, les nébuleuses planétaires sont des objets éphémères.

Contrairement aux objets précédemment décrits, les amas globulaires ne sont pas concentrés dans le plan de la Galaxie : ils parcourent autour du centre galactique des orbites très allongées qui peuvent les en éloigner jusqu’à 300 000 années-lumière. Ils constituent des groupes très denses qui peuvent contenir des centaines de milliers d’étoiles dans une sphère allant d’une vingtaine à quelques centaines d’années-lumière de diamètre. La plupart des amas globulaires sont très anciens et ont probablement été formés en même temps que la Galaxie, soit il y a plus de 10 milliards d’années.

Les objets de notre sélection – étoiles doubles, amas ouverts, nébuleuses planétaires, nébuleuses diffuses) appartiennent tous à notre galaxie qui laisse sa trace diaphane dans le ciel d’été, sous le nom de Voie Lactée. Les galaxies observées partout dans l’univers, sont de vastes assemblages d’étoiles, de gaz, de poussières, de matière noire ; certains abritent un trou noir supermassif en leur centre.

De nombreuses galaxies avaient déjà été cataloguées par Charles Messier, sous le nom de nébuleuses. Il faudra attendre 1920 pour qu’Edwin Hubble trouve le moyen de déterminer la distance de ces objets. Plus de doute, la distance de ces objets était bien trop grande pour qu’ils appartiennent à la Voie lactée. Ce fut le premier pas vers une compréhension des véritables dimensions de l’Univers observable (son rayon est de 46 500 000 000 années-lumière) qui contient quelque 100 000 000 000 de galaxies !

Avertissement

Les illustrations des objets choisis ont été obtenues avec des moyens d’imagerie qui produisent des images plus spectaculaires que celles que vous pourrez observer visuellement dans un télescope d’amateur pour plusieurs raisons :

Les images ont souvent été obtenues avec des poses longues permettant d’intégrer le flux lumineux émis par les astres, ce dont l’œil humain est incapable.

Les capteurs révèlent des couleurs inaccessibles à l’œil humain ; l’observation visuelle à l’aide d’un télescope d’amateur ne permet de voir des couleurs que sur les objets les plus brillants ; quand l’éclairement est trop faible, l’œil ne perçoit pas les couleurs. En particulier, vous ne verrez pas au télescope les belles draperies rosées des nébuleuses diffuses.

Cependant, l’observation visuelle ou au télescope vous réserve bien des émotions et des motifs de satisfaction que nous ne manquerez pas de découvrir.

Cette douce lumière provenant des astres aura voyagé des dizaines ou des millions d’années avant de parvenir jusqu’à votre œil !

Encore un conseil… L’art de la vision décalée

Les cellules rétiniennes sont de deux types : les cônes qui permettent de voir les couleurs et les détails d’une image ; peu sensibles aux faibles éclairements, leur concentration maximale est atteinte au centre de la rétine (fovéa) ; les bâtonnets qui sont sensibles aux faibles éclairements mais ne permettant pas de distinguer les couleurs ; leur densité augmente avec la distance à la fovéa. Ainsi, au lieu de fixer un objet faible vaut-il mieux l’observer en écartant légèrement son image du centre du champ visuel, pour en percevoir les détails les plus ténus. Résultat garanti à l’œil nu ou derrière un instrument !

La lettre M dans les références de certains objets du ciel profond fait référence au catalogue de 103 objets faibles que Charles Messier a dressé à la fin du 18^ème siècle.
Le code NGC fait référence au New General Catalogue of Nebulae and Clusters of Stars (Nouveau catalogue général de nébuleuses et d’amas d’étoiles) ; il a été publié en 1888 par John Dreyer et contient 7 840 objets du ciel profond.

L’année-lumière est une unité de distance utilisée en astronomie. Elle correspond à la distance parcourue par la lumière en une année, soit environ 10000 milliards de kilomètres.

Magnitude : l’échelle des magnitudes permet de mesurer l’éclat des objets célestes. Depuis l’antiquité, les étoiles étaient classées selon leur grandeur : les plus brillantes étaient de première grandeur ; les plus faibles étoiles visibles à l’œil nu étaient de sixième grandeur. L’échelle moderne des magnitudes s’appuie sur ce classement antique : ainsi plus une étoile est brillante, plus sa magnitude est représentée par un nombre petit (par exemple, Véga est de magnitude 0) ; plus une étoile est faible, plus sa magnitude augmente : les étoiles les plus faibles visibles à l’œil nu sont de magnitude 6.

Albireo : une belle étoile double colorée dans la tête du Cygne

Dans un petit télescope, cette étoile révèle sa véritable nature. On distingue une étoile jaune (magnitude 3,1) et une étoile bleue plus faible (magnitude 5,1) ; ce contraste d’éclat et de couleur en fait une magnifique cible. Les composantes sont séparées de 34 secondes d’arc. Ce couple longtemps considéré comme physiquement lié, s’est finalement révélé n’être que le fruit d’un alignement fortuit. Situées à des distances du Soleil très différentes (328 et 389 années-lumière), elles sont distantes l’une de l’autre d’environ 60 années-lumière.

Crédits : Stellarium (carte de repérage), Hewholooks, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons (image de l’objet)

Al Sahib : une étoile double contrastée dans le Dauphin

L’étoile double Al Sahib marque la pointe Est de la petite constellation du Dauphin et est, de ce fait, facile à repérer. Elle a été découverte indépendamment par James Bradley en 1755 et William Herschel en 1779. On a depuis mesuré les positions relatives des deux composantes et démontré ainsi qu’il s’agit bien d’un couple physique lié par la gravité. La plus brillante des composantes est une sous-géante orangée de magnitude 4,3. Son compagnon plus faible (magnitude 5,1) est de couleur jaune-blanc. Les deux étoiles sont distantes de 9″ et orbitent autour du centre de gravité du système en quelque 3000 ans. Elles sont distantes du Soleil d’environ 115 années-lumière.

Crédits : Stellarium (carte de repérage)

M11 : l’amas ouvert de l’Ecu de Sobieski

Encore appelé « amas du Canard sauvage », cet objet distant de 6100 années-lumière est à la limite de visibilité à l’œil nu ; il est situé dans une région de la Voie Lactée très riche en étoiles. On pourra le repérer avec une simple paire de jumelles mais il faudra un petit télescope pour percevoir les plus brillantes de ses près de 3000 étoiles réparties sur 20 années-lumière ; son étoile la plus brillante est de magnitude 8,5 mais sa magnitude globale atteint 5,8. Un observateur situé à l’intérieur de l’amas verrait des centaines d’étoiles brillantes dans son ciel.

Crédits : Stellarium (carte de repérage), ESO (image de M11)

M16 : amas ouvert dans le Serpent et la nébuleuse de l’Aigle

Bien qu’il soit situé dans la constellation du Serpent, on trouvera plus facilement cet amas en partant des étoiles de l’Ecu de Sobieski. De magnitude globale 6,4, son diamètre apparent sur le ciel atteint le quart de celui de la Lune. Après l’avoir repérer avec des jumelles, on pourra mieux l’observer avec un petit télescope. Il est constitué de jeunes étoiles bleues qui sont nées de la nébuleuse de l’Aigle et qui la rendent visible en ionisant le gaz qui la compose. M16 est distant d’environ 5 à 7000 années-lumière et contient une soixante d’étoiles.

Crédits : Stellarium (carte de repérage), Marc Khatchadourian (image de M16)

Le double amas de Persée (NGC 869 et NGC 884)

Même avec une paire de jumelles, ce double amas est particulièrement spectaculaire. Un modeste télescope révèle une centaine d’étoiles dans chacun des deux amas ; ils ont une magnitude d’environ 4, sont séparés d’un demi-degré (un diamètre lunaire). Ils ont été catalogués sous le nom d’étoile diffuse dès 130 av. J.-C. par Hipparque. Ces amas sont jeunes (à peine plus de 10 millions d’années) ce qui explique leur proximité et leur condensation. Leur dimension est considérable : ils s’étendent sur environ 100 années-lumière et une distance de 200 années-lumière les sépare.

Crédits : Stellarium (carte de repérage), Genuson, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons (image de NGC 869 et NGCC 884)

M13 : un amas globulaire dans Hercule

Avec une magnitude apparente de 5,8, cet objet est à la limite de la visibilité à l’œil nu ; on le repérera facilement avec des jumelles sur un des côtés du quadrilatère d’Hercule, comme une petite tache floue.

Avec des télescopes à partir de 100 mm de diamètre, on verra le centre prendre un aspect granuleux et quelques étoiles périphériques apparaître. A partir de 200 mm de diamètre, on parviendra à résoudre l’amas en une multitude de très fines étoiles, notamment en utilisant un grossissement de 100x au moins et en veillant à faire une bonne mise au point.

Agé de quelque de 12 milliards d’années, il contient plus de 500 000 étoiles et se trouve à 150 années-lumière.

Crédits : Stellarium (carte de repérage), Sid Leach/Adam Block/Mount Lemmon SkyCenter, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons (image de Μ13)

M22 : amas globulaire dans le Sagittaire

Par une nuit bien noire, il est possible de déceler à l’œil nu ce brillant amas globulaire (magnitude 5,1) juste au-dessus de la théière dessinée par la constellation du Sagittaire. Ce sera tout de même plus facile avec des jumelles !

Sa condensation est moins marquée que celle de M13 Hercule de sorte qu’il peut être complètement résolu en étoiles avec des télescopes de 200 mm de diamètre. C’est un des plus beaux amas globulaires accessibles depuis l’hémisphère nord.

Il se situe à 10 000 années-lumière, ce qui en fait l’un des plus proches. Il occupe sur le ciel la même surface que la Lune, soit un demi-degré et contient environ 100 000 étoiles.

Crédits : Stellarium (carte de repérage), Hewholooks, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons (image de M22)

M8 : la nébuleuse de la Lagune dans le Sagittaire

A quelque 5 000 années-lumière, les subtiles nébulosités de la Lagune s’étendent sur une surface équivalente à trois pleines lunes (magnitude 6). On pourra la trouver aux jumelles à 8 degrés à l’ouest de l’amas globulaire M22 dans le Sagittaire. Il s’agit d’un vaste nuage interstellaire (NGC 6530) qui englobe un amas d’étoiles jeunes, massives et très chaudes (NGC 6523). Comme la constellation est basse sur l’horizon sud, ne tentez l’observation que par une nuit bien noire à l’heure à laquelle le Sagittaire passe au plus haut, par exemple, vers minuit fin-juillet début-août.

Au télescope, utilisez un faible grossissement pour pouvoir apprécier au mieux les faibles contrastes entre le fond du ciel et les draperies diaphanes de la nébuleuse.

Crédits : Stellarium (carte de repérage), J. Massot (image de M8)

M27 : la nébuleuse planétaire du Petit Renard

Bien que située dans la constellation du Petit Renard, cet objet est plus facile à trouver en partant des étoiles de la Flèche : on la trouvera à 3 degrés au nord de l’étoile située la plus à l’est de cette petite constellation. Le terme « nébuleuse planétaire » est trompeur car ces objets n’ont rien à voir avec les planètes, sauf peut-être qu’ils se présentent souvent sous la forme de petits disques. Les nébuleuses planétaires sont des enveloppes gazeuses que certaines étoiles expulsent à la fin de leur vie.

La nébuleuse M27, également connue sous le nom de nébuleuse de l’Haltère ou du Trognon de pomme, a été découverte par Charles Messier en 1764 ; c’est la première de ce type à avoir été observée. Elle est distante de 1200 années-lumière ; son diamètre réel atteint 1,4 année-lumière. L’explosion qui est à son origine a eu lieu il y a quelques milliers d’années.

Celle-ci se présente comme un petit disque ovale de 8×5 minutes d’arc, de magnitude 7,4 ; on peut grossir un peu pour tenter d’y percevoir quelques détails. Il faut disposer d’un télescope d’au moins 250 mm pour espérer en distinguer l’étoile centrale, une naine blanche de magnitude 13,9.

Crédits : Stellarium (carte de repérage), Luc Cambier (image de M27)

M57 : la nébuleuse annulaire de la Lyre

Même si elle se situe entre deux étoiles brillantes de la Lyre, la nébuleuse annulaire M57 n’est pas forcément facile à identifier quand on la cherche pour la première fois. C’est un objet faible (magnitude 8,8) et de petite dimension (1,4 x 1 minutes d’arc) de sorte qu’on peut facilement la manquer en la confondant avec une étoile si le grossissement est insuffisant. Elle apparaît sous la forme d’un petit ovale dans un petit instrument ; la dépression centrale peut être perçue avec un télescope d’au moins 10 cm de diamètre et un grossissement de 100x.

C’est bien une nébuleuse planétaire de 2,4 années-lumière de diamètre, située à une distance de 2 300 années-lumière, dont l’expansion a commencé il y a quelques milliers d’années.

Crédits : Stellarium (carte de repérage), the Hubble Heritage Team (AURA/STScI/NASA), Public domain, via Wikimedia Commons (image de M57)

M31 : la grande galaxie d’Andromède

Cette galaxie spirale est la seule galaxie visible à l’œil nu sous nos latitudes. C’est aussi l’une des plus proches de notre galaxie, la Voie lactée (à 2,55 millions d’années-lumière) et la plus grande de notre Groupe local (qui contient une soixantaine de galaxies) avec environ 220 000 années-lumière de diamètre et une population d’environ mille milliards d’étoiles.

Des jumelles permettent déjà d’apprécier le grand ovale flou de cet objet sur près de deux degrés ; il couvre en fait six fois le diamètre de la Lune sur le ciel dans son grand axe. C’est d’ailleurs la grande taille de cette galaxie qui peut rendre son observation au télescope plus délicate : il ne faudra pas trop grossir pour conserver un contraste suffisant par rapport au fond du ciel.

M31 est accompagnée par deux galaxies satellites : M32 de magnitude 9, qui apparaît comme une petite tache ovale (8,5’ x 6,5’) à bords diffus et centre brillant et NGC 205 de magnitude 9, plus grande (19,5’ x 11,5’) et plus diffuse que M32.

Crédits : Stellarium (carte de repérage), Julien Bourdette et Jean-Paul Desgrees / SADR Espagne (image de M31)

M51 : la galaxie du Tourbillon dans les Chiens de Chasse

Même si cette galaxie est dans la constellation des Chiens de Chasse, vous la trouverez plus facilement en partant de l’étoile qui marque l’extrémité Est de la casserole (Grande Ourse). Dans une paire de jumelles, cette galaxie spirale (magnitude 8,8) vue de face apparaît comme une petite tache floue (10,8′ x 6,6′). Dans un modeste télescope, on peut apercevoir une autre condensation : ce n’est autre qu’une galaxie irrégulière (NGC 5195 – 5.9’x4.6′ – magnitude 10,5) en interaction gravitationnelle avec M51. Dans un télescope de 200 mm de diamètre, les bras spiraux de M51 et celui qui la relie à NGC 5195 deviennent perceptibles.

M51 est située à environ 27 millions d’années-lumière ; son diamètre est voisin de celui de notre Voie Lactée (80 000 années-lumière).

Crédits : Stellarium (carte de repérage), Aurélien Lepanot, CC BY-SA 4.0 , via Wikimedia Commons (image de M51)

Images de Jupiter et Saturn : Crédit : NASA

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