Astronomie

Jusqu'où peut-on voir le soleil dans le ciel ?

Jusqu'où peut-on voir le soleil dans le ciel ?

Je suis intéressé à savoir jusqu'où le soleil pourrait descendre dans le ciel et être encore vu.

Plus techniquement : quel est le minimum possible élévation du soleil auquel il peut encore être vu au-dessus de l'horizon visible d'un point de vue terrestre ? Et où diable iriez-vous pour faire une telle observation ?

Quelques précisions :

élévation est la distance angulaire mesurée à partir du horizon astronomique (le grand cercle qui est à 90° de la verticale locale).

Par exemple, j'imagine que depuis le sommet d'une montagne près de l'océan, vous pourrez peut-être voir le soleil à un angle d'élévation négatif, sous l'horizon astronomique mais au-dessus de l'horizon visible, et peut-être d'une quantité décente. Alors j'ai pensé que le mont. L'Everest est peut-être l'endroit, mais localement, je ne sais pas à quel point l'horizon visible est bas, car la zone environnante est également à haute altitude. Alors peut-être que je cherche juste l'angle le plus élevé possible entre le sommet de la montagne et le niveau de la mer, en d'autres termes, où se trouve l'horizon visible apparent le plus bas, mais le soleil ne se lèvera ou ne se couche pas nécessairement dans cette direction.

J'ai également cherché une carte des angles d'horizon visibles locaux (mesurés par rapport à l'horizon astronomique), mais je n'ai pas pu en trouver. Je suppose qu'une telle chose pourrait être construite à partir d'une carte topographique de la Terre, n'est-ce pas ? Ce serait peut-être la meilleure façon de "résoudre" ce problème si personne ne le sait déjà.

J'espère que la réponse pourra finalement être transformée en un factoid du format suivant (cherchant à remplir le inconnues dans ce):

"De le sommet de la monture quelque chose ou autre, en regardant vers l'ouest, l'horizon visible est sous l'horizon astronomique. De ce point de vue, juste avant le coucher du soleil, on pouvait observer le bord du soleil être f(x) diamètres du soleil en dessous du niveau des yeux."


Le point le plus bas exposé sur terre est le rivage de la mer Morte, à -413 mètres sous le niveau de la mer. il y a donc de fortes chances que vous trouviez un endroit qui s'aligne correctement pour vous donner une vue d'un morceau de l'horizon bien sous le niveau de la mer. Je ne crois pas que vous élever est le facteur clé ici cependant. À environ 35 000 pieds, vous pouvez commencer à remarquer la courbure de la Terre, l'horizon étant distant de 200 kilomètres (la théorie de Pythagore -théorème ?- peut être utilisée pour cela, plusieurs sources sur google expliquent les étapes pour trouver votre équation, et bien mieux que je ne peux. ) mais la distance à l'horizon augmente rapidement. Donc, vous voudriez certainement trouver le point idéal de hauteur / distance, trop haut et vous ne saurez pas quand la terre sera remontée au niveau de la mer, car le terrain deviendra plus vaste et plus difficile à juger des détails ou de la distance. Trop près du rivage et vous ne voyez que quelques kilomètres, mais l'angle de vue ne serait pas le meilleur possible pour trouver l'horizon le plus bas. Vous voudriez faire des calculs et trouver un endroit qui place les rivages de la mer morte comme horizon visible, car si vous vous tenez là, en regardant le soleil se lever, le soleil se lève sur un horizon qui n'est pas l'endroit accessible le plus bas…


La hauteur du soleil

Nous n'avons pas encore fini de parler des changements apparents du Soleil dans le ciel. Vous savez maintenant que le Soleil semble se déplacer d'est en ouest à cause de la rotation de la Terre, et que si vous pouviez voir les étoiles pendant la journée, il semblerait qu'il dérive légèrement par rapport aux étoiles chaque jour à cause de l'orbite de la Terre autour du Soleil. La question suivante est :

Encore une fois, considérons deux cas extrêmes : décembre et juin. Pensez à l'apparition du Soleil en hiver puis en été. Si vous vivez à peu près à la même latitude que le centre de la Pennsylvanie, vous devez vous rappeler que le Soleil ne monte jamais très haut au-dessus de l'horizon en décembre, mais qu'en juin, il passe presque (mais pas tout à fait !) directement au-dessus de votre tête. Ainsi, la trajectoire apparente du Soleil Est-ce que changer de saison en saison. Vous pouvez également observer cet effet si vous relancez l'animation de la page précédente en juin, le Soleil est haut au-dessus de l'horizon, en septembre il est plus bas et en décembre il est très bas sur l'horizon.

La cause de cet effet est que l'axe de rotation de la Terre (la ligne imaginaire qui passe du pôle Nord à travers la Terre au pôle Sud) est incliné par rapport au Soleil d'un angle de 23,5 degrés. Si vous revenez en arrière et regardez l'animation de la Terre en rotation sur la page jour et nuit de cette leçon, vous verrez que la ligne indiquant l'axe de rotation n'est pas verticale, mais est décalée de 23,5 degrés par rapport à la verticale. Lorsque la Terre orbite autour du Soleil, l'orientation de la Terre reste fixe et, par conséquent, en décembre, l'hémisphère nord est incliné à l'opposé du Soleil pendant la journée, et en juin, l'hémisphère nord est incliné vers le Soleil pendant la journée. .

L'inclinaison de l'axe de rotation de la Terre a deux conséquences :

  1. Lorsque l'hémisphère sur lequel vous vous trouvez est incliné vers le Soleil, la trajectoire du Soleil dans le ciel sera plus longue que lorsque l'hémisphère sur lequel vous vous trouvez est incliné à l'opposé du Soleil. Autrement dit, il y a plus d'heures de lumière du jour en été qu'il n'y en a en hiver.
  2. Lorsque l'hémisphère sur lequel vous vous trouvez est incliné vers le Soleil, la lumière du Soleil frappe la Terre plus directement là où vous vous trouvez que lorsque la Terre est inclinée à l'opposé du Soleil. Cela signifie que plus d'énergie frappe chaque mètre carré de Terre en été qu'en hiver, ce qui rend les journées d'été plus chaudes que les journées d'hiver.

Essaye ça!

Pour vous aider à visualiser cela, vous pouvez faire une démonstration simple si vous avez un globe de bureau et une lampe avec une ampoule nue. La plupart des globes sont réglés avec leur axe de rotation réglé à 23,5 degrés par rapport à la verticale. Dans une pièce sombre, placez le globe sur une table de manière à ce que l'hémisphère nord soit incliné vers la lampe allumée, qui représente le Soleil. Vous devriez voir que si vous choisissez un endroit, disons la Pennsylvanie, puis observez cet endroit pendant que vous faites tourner le globe, la Pennsylvanie recevra de la lumière de la lampe sur environ les 2/3 de sa trajectoire lorsqu'elle tourne sur le globe. Si vous déplacez maintenant le globe de l'autre côté de la lampe (c'est-à-dire que l'hémisphère nord devrait maintenant pointer à l'opposé de la lampe allumée), cela simule la position de la Terre six mois plus tard. Si vous repérez à nouveau la Pennsylvanie sur le globe et que vous la regardez tourner, elle ne recevra la lumière de la lampe que sur environ 1/3 de sa trajectoire lorsqu'elle tourne sur le globe.

Notez que l'inclinaison de la Terre n'est ni vers ni loin du Soleil en mars et septembre (printemps et automne). Ainsi, la course du Soleil dans le ciel et l'angle des rayons du Soleil sont similaires au cours de ces deux saisons, c'est pourquoi la durée du jour et les températures diurnes sont similaires.

Il y a une belle démo animée de PBS qui aide à illustrer cet effet : Cycles in the Sky : Crash Course Astronomy #3.

Rappelons que le écliptique est la trajectoire du Soleil dans le ciel, elle peut être représentée par un cercle imaginaire dans l'espace. Si nous prenons l'équateur de la Terre (un autre cercle imaginaire) et le projetons sur le ciel, l'angle entre l'écliptique et l'équateur céleste serait de 23,5 degrés à cause de l'inclinaison de la Terre. Parce que l'inclinaison de l'axe de rotation de la Terre donne lieu à l'angle entre l'écliptique et l'équateur céleste, les astronomes appellent l'inclinaison de l'axe de rotation de la Terre « l'obliquité de l'écliptique ». Il y a quatre points spéciaux sur l'écliptique (et notez que puisque l'écliptique est la même chose que le chemin de la Terre autour du Soleil, les points sur l'écliptique sont les mêmes choses que les dates sur notre calendrier) :


Rallonges

Vous trouverez ci-dessous des idées pour étendre ce sujet au-delà de l'activité et de l'exploration que vous venez de terminer.
  • Évaluation de la leçon et corrigé
  • En train de lire:"Comment une feuille sait-elle quand changer de couleur ? "
  • Manifestation: Montrez comment la position du soleil change au fil des semaines en marquant une ombre.
  • Activité: Ajoutez les chemins d'été et d'hiver du Soleil au Sky Dome que vous avez créé dans Mystery 1 Extras.
Quitter le mode plein écran

La vue depuis le sol

Le personnel de Sky & Télescope pas dans l'avion a pleinement profité du soleil partiellement éclipsé se levant au-dessus de la région de Boston.

S&T Le rédacteur en chef Peter Tyson rapporte : « J'étais sur la rivière Charles avec mon skiff. Au moment où le Soleil s'est levé au-dessus des arbres environnants, le croissant lumineux est apparu vertical, comme le côté droit d'une parenthèse. Une fine couche de bandes nuageuses a amélioré la vue, faisant ressembler le Soleil blanc orangé vaguement à Jupiter avec ses bandes et ses zones.

"De retour au quai, j'ai regardé le dernier morceau de Lune quitter le Soleil, le laissant parfaitement rond - et me laissant déjà excité pour la prochaine éclipse."

Les rédacteurs en chef Diana Hannikainen, Alan MacRobert et Monica Young ont vu le soleil partiellement éclipsé se lever au-dessus d'une prairie couverte de brume au nord-ouest de la ville. Vu à travers des verres à éclipse, la cheminée d'une ferme lointaine a divisé le croissant alors qu'il traversait les nuages ​​avant de s'élever pleinement dans la vue. L'un des plus jeunes de l'équipage (6 ans) s'est enthousiasmé : « C'était si beau !

Le rédacteur en chef adjoint Sean Walker a choisi de voir l'éclipse depuis les rives du lac Massabesic à Auburn, New Hampshire. "Les nuages ​​bas à l'horizon suggèrent que j'ai bien choisi", note Walker. "J'aurais raté les cornes du soleil éclipsé se levant au-dessus de l'océan Atlantique si j'avais conduit jusqu'à la côte."

La corne du Soleil partiellement éclipsé perce les nuages ​​bas au-dessus d'Auburn, New Hampshire.
Sean Walker

« Un groupe d'une demi-douzaine de personnes attendaient avec impatience le lever du soleil », dit-il. "Nous n'avons pas été déçus lorsque la première corne du soleil partiellement éclipsé a jeté un coup d'œil au-dessus des nuages ​​​​les plus denses vers 5h15 du matin. Plusieurs joggeurs se sont arrêtés près de mon installation pour voir la progression sur l'écran LCD de mon appareil photo reflex numérique et ont pris des photos de téléphone portable de l'écran comme souvenirs.

Le croissant de Soleil monte plus haut dans le ciel.
Sean Walker

Partagez vos expériences dans les commentaires ci-dessous et assurez-vous de soumettre vos photos à Sky & Télescopela galerie en ligne de !


Comment pouvons-nous voir les étoiles dans le ciel nocturne quand elles sont si loin ?

C'est la même question que Tim a posée mais je ne pense pas qu'on y ait répondu. Comment peut-on voir les étoiles quand elles sont si loin ? Notre voisin le plus proche Proxima Centauri est à 4 années-lumière. Si le soleil et Proxima Centauri étaient tous les deux de la taille d'un pois, ils seraient distants de 200 milles !! Comment pouvez-vous voir un pois à 200 miles de distance, peu importe sa luminosité ?? Et c'est le plus proche ! Quelle est la science derrière le fait de voir la lumière d'objets si éloignés ?

Répondre:

Même si les étoiles que nous voyons dans le ciel nocturne sont toutes très éloignées, nous pouvons les voir non pas en étant réellement capables de déterminer leurs tailles, mais en mesurant la lumière qu'elles produisent. La lumière d'une étoile est envoyée dans toutes les directions et est en grande partie libre sur son chemin de l'étoile à nous, car en moyenne, il y a très peu de matière pour bloquer la lumière de l'étoile entre l'étoile et nous.

Pour avoir une idée de la distance à laquelle nous pourrions voir notre propre Soleil si nous nous aventurions dans l'espace, nous pouvons utiliser la luminosité mesurée de notre Soleil à l'aide d'une échelle de luminosité qui reflète la façon dont nos yeux réagissent aux changements de luminosité. Cette échelle de luminosité d'étoile est appelée "échelle de magnitude" et, sur cette échelle, la luminosité d'une étoile telle qu'elle apparaît à nos yeux, appelée "magnitude apparente" (m), est défini comme:

F est une mesure de la quantité de lumière provenant de l'étoile (appelée “flux”) et est la distance à l'étoile. Nous avons également besoin d'une mesure standardisée de la luminosité de l'étoile appelée "magnitude absolue" (M), qui est la magnitude apparente d'une étoile à une distance de 10 parsecs :

Si nous prenons la différence des magnitudes apparente et absolue d'une étoile, nous obtenons quelque chose appelé le “distance module” (m-M):

Maintenant, en utilisant la magnitude absolue connue de notre Soleil (M = 4,83) et en supposant que la personne moyenne peut voir des étoiles jusqu'à une magnitude apparente d'environ m = 6, nous pouvons brancher ces deux valeurs dans l'équation du module de distance ci-dessus pour constater que la distance à laquelle notre Soleil serait à peine détectable à l'œil humain est d'environ = 17,1 parsecs, soit environ 56 années-lumière.


Mot de la semaine : Écliptique

Avez-vous déjà remarqué que le soleil, la lune et les planètes suivent plus ou moins le même chemin dans notre ciel ? À moins que vous ne viviez à ou près d'une latitude élevée dans l'Arctique ou l'Antarctique, vous ne trouverez jamais le soleil ou la lune plein nord ou plein sud près de votre horizon. Au lieu de cela, la plupart d'entre nous sur Terre voyons des objets de notre système solaire traverser le ciel de l'est au ciel occidental, alors que la Terre tourne, chaque jour. Si vous avez l'occasion de rechercher les planètes brillantes lorsqu'elles sont toutes dans le ciel en même temps, comme cela se produit chaque année, vous verrez les planètes visibles tracer une ligne facilement observable depuis le horizon est à ouest. C'est le même chemin que le soleil prend chaque jour dans notre ciel. Cette ligne imaginaire, la course du soleil, est appelée la écliptique.

Techniquement parlant, l'orbite de la Terre définit l'écliptique. Vu de l'espace, l'écliptique est le plan Terre-Soleil. Vu de la Terre, l'écliptique est un grand cercle autour de notre ciel, formé par l'intersection du plan orbital de la Terre avec la sphère céleste imaginaire qui nous entoure.

Le soleil parcourt notre ciel sur le grand cercle de l'écliptique. La lune et les planètes aussi, plus ou moins. Pourquoi? C'est principalement parce qu'il y a longtemps, avant qu'il n'y ait un système solaire tel que nous le connaissons aujourd'hui, il y avait un vaste nuage de gaz et de poussière dans l'espace. Ce nuage tournait et, en tournant, il s'aplatit. Notre soleil s'est formé au centre de ce nuage, et les principales planètes et la plupart des autres objets du système solaire se sont formés dans le disque plat entourant le soleil.

L'écliptique est définie par le plan de l'orbite terrestre autour du soleil. Les grandes planètes de notre système solaire, et certains astéroïdes, orbitent plus ou moins dans ce même plan. Image via Pics-about-Space.com. Peut-être avez-vous remarqué la ligne verte sur de nombreux graphiques dans les pages EarthSky Tonight. Cette ligne verte marque l'emplacement de l'écliptique dans notre ciel. En savoir plus sur la vue du 4 au 6 juin 2019. Notez que l'angle de l'écliptique par rapport à votre horizon varie selon les saisons et d'un endroit à l'autre sur Terre.

Aujourd'hui, nous voyons encore les grandes planètes - et de nombreuses planètes mineures, aussi appelées astéroïdes - en orbite autour du soleil approximativement dans ce même plan, le plan de la Terre en orbite autour du soleil : l'écliptique. Si nous pouvions observer le système solaire de loin au-dessus du pôle nord de la Terre, nous verrions les planètes, les lunes, les astéroïdes et certaines des comètes (mais pas toutes) se précipiter autour du soleil dans le sens inverse des aiguilles d'une montre dans ce plan, comme des billes roulant autour d'un plat. En fait, les grandes planètes sont plus dans le plat que au il. Ils sont plus ou moins dans le plan de l'écliptique. Ils conservent le contour du nuage originel dans l'espace d'où ils sont nés, et leur mouvement autour du soleil est un écho de la rotation originelle du nuage.

Puisque nous sommes dans ce plan, nous regardons aussi dans notre ciel dans le plan du système solaire. Et nous voyons donc ces objets du système solaire voyager le long de l'écliptique, la trajectoire du soleil, plus ou moins.

Lune et planètes le 12 octobre 2016, par Karthik Easvur à Hyderabad, Inde. La lune et les planètes tracent une ligne à travers notre ciel parce qu'elles tournent toutes autour du soleil, plus ou moins, dans un seul plan. Et – vu de la Terre – nous regardons de côté dans ce plan plat du système solaire.

Bien au-delà des bords froids de notre système solaire, nous voyons les étoiles de notre galaxie de la Voie lactée. Les étoiles bougent aussi, mais elles sont si loin qu'elles ne semblent pas bouger au cours d'une vie humaine. Et nous parlons donc des étoiles « fixes ». Les étoiles fixes sur l'écliptique – ou le chemin du soleil – semblaient spéciales aux premiers astronomes. Ils ont identifié des constellations constituées de ces étoiles et ont utilisé le mot zodiaque pour le chemin plus large parcouru par ces constellations. Et nous trouvons donc le soleil, la lune et nos principales planètes dans les constellations du zodiaque.

Maintenant à propos de cette phrase que nous continuons à utiliser, la phrase plus ou moins

Les autres planètes n'orbitent pas exactement dans le plan Terre-Soleil. L'orbite de chaque planète majeure est légèrement inclinée par rapport à ce plan. Certains astéroïdes ont des orbites plus inclinées. Et les comètes ont tendance à avoir les orbites les plus inclinées de toutes. Cliquez ici pour voir les inclinaisons des orbites des principales planètes.

Fait intéressant, la lune de la Terre n'est pas non plus exactement sur l'écliptique. Son orbite autour de la Terre est inclinée d'environ 5,15 degrés par rapport à l'écliptique. Cela signifie que la lune passe la plupart de son temps au-dessus ou au-dessous de l'écliptique. Il la traverse deux fois sur chaque orbite, une fois vers le haut et une fois vers le bas de notre point de vue. Nous voyons généralement la lune à proximité, mais pas exactement à côté des autres objets du système solaire. D'autre part, la lune passe parfois juste devant d'autres objets du système solaire, lors d'un événement appelé occultation.

Il y a donc peu de variantes. Mais – à toutes fins utiles d'observation du ciel – vous pouvez considérer l'écliptique comme une ligne traversant notre ciel. Vous pouvez penser que le soleil, la lune et les principales planètes du système solaire se déplacent le long de cette ligne. Une chose à retenir, cependant. La trajectoire du soleil est haute en été et basse en hiver. Ainsi, l'emplacement de l'écliptique dans votre ciel change un peu, selon les saisons.

L'écliptique du 21 juin 2019 et du 21 décembre 2019. Image de Stellarium,

Si le mot écliptique vous semble familier, vous avez raison. C'est de la même racine que le mot éclipse, du latin et du grec signifiant "ne pas apparaître" ou "se cacher", la lune cache le soleil lors d'une éclipse. L'écliptique tire son nom du fait que les anciens ont vu que les éclipses solaires se produisent lorsque la lune traverse l'écliptique pendant la nouvelle phase de la lune.

Plus tard, les astronomes ont donné le nom nœud aux endroits où la lune croise l'écliptique. Si la lune voyageait exactement sur l'écliptique, et les autres planètes aussi, la lune occulterait, ou bloquerait, toutes les planètes et le soleil sur chaque orbite. Nous aurions des éclipses lunaires et solaires tous les mois. Ho hum.

Si vous en êtes capable, gardez un œil sur le soleil, la lune et les planètes pendant un certain temps quelques jours, quelques semaines, mois, années, voire. Vous commencerez à avoir une idée de l'écliptique dans votre ciel. Vous remarquerez que les planètes, le soleil et la lune sont toujours sur ou à proximité de l'écliptique, et vous pouvez utiliser cette ligne à travers votre ciel pour vous aider à vous repérer, en vous frayant un chemin entre les constellations et les étoiles. Vous remarquerez le chemin du soleil - l'écliptique - plus haut dans le ciel pendant les mois d'été et plus bas pendant l'hiver. Finalement, vous pourrez imaginer la trajectoire du soleil dans votre ciel, longtemps après le coucher du soleil.

Lorsque cela se produit, vous pourrez choisir une planète d'une étoile très rapidement et facilement, ce qui est une excellente astuce pour faire la fête. Mars est la rouge Saturne la jaune Vénus la blanche brillante qui ne s'éloigne jamais trop du soleil Mercure la rarement vue et Jupiter la très brillante (mais jamais aussi brillante que Vénus) qui s'éloigne souvent du soleil.

Bienvenue à l'observation des étoiles, mon ami!

Voir plus grand. | Les caméras du vaisseau spatial Voyager 1 ont acquis les images pour créer cette mosaïque le 14 février 1990, alors qu'il sortait du système solaire. Il a pointé vers le soleil et a pris cette série de photos de notre soleil et de plusieurs planètes majeures, faisant le tout premier "portrait" de notre système solaire vu de l'extérieur. La mosaïque se compose d'un total de 60 cadres. Voyager 1 était à une distance d'environ 4 milliards de milles et à environ 32 degrés au-dessus du plan de l'écliptique. En savoir plus sur cette image via NASA PhotoJournal.

Bottom Line: L'écliptique est le chemin que le soleil prend dans notre ciel. C'est le plan Terre-Soleil et, plus ou moins, le plan de notre système solaire. Conseil d'observation des étoiles : découvrez où se trouve l'écliptique dans votre ciel. Vous trouverez toujours le soleil, la lune et les planètes sur ou à proximité.


Astronomie : Comment voir cinq planètes et une comète dans le ciel nocturne

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Les astronomes ont droit à des vues incroyables en ce moment.

Mercure, Vénus, Mars, Jupiter et Saturne apparaissent tous ensemble dans le ciel nocturne.

Les vues spectaculaires sont rendues encore plus spéciales par l'ajout de la comète Neowise, qui traverse notre ciel depuis plusieurs jours.

Emma Alexander, astronome à l'Université de Manchester, a déclaré à Newsround que c'était une période excitante pour profiter d'un endroit pour observer les étoiles.

Elle a déclaré: "Ce n'est pas très souvent que nous obtenons autant de choses intéressantes dans le ciel en une nuit, c'est donc un très bon moment pour sortir et faire de l'astronomie."

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Pour le moment, Saturne et Jupiter sont visibles toute la nuit - ils se lèvent au coucher du soleil - et apparaissent assez proches l'un de l'autre dans le ciel.

Emma dit qu'ils sont faciles à reconnaître, car ils sont brillants.

Mars, également connue sous le nom de planète rouge, apparaît un peu plus loin de Saturne et de Jupiter.

Vénus est également visible dans le ciel nocturne en ce moment - c'est la planète la plus brillante et la plus facile à repérer.

Vénus apparaît au lever et au coucher du soleil car elle est la plus proche du Soleil.

Mercure devrait également être visible jusqu'au début du mois d'août, mais cette planète est légèrement plus délicate à repérer, car elle est plus proche du Soleil que Vénus.

" Mercure sera la plus difficile à voir, c'est la planète qui s'élèvera jusqu'au coucher du soleil. Vous devez la distinguer de la lueur matinale du lever du soleil. " dit Emma.

Ce sera le plus visible le 22 juillet, dans le ciel matinal juste avant le lever du soleil.

Les cinq planètes formeront une ligne à travers le ciel nocturne sur la même ligne que le Soleil parcourt le ciel. C'est ce qu'on appelle l'écliptique.

Saturne, Jupiter et Mars seront visibles toute la nuit, mais à partir de 4h30 environ, vous pourriez apercevoir les cinq planètes ensemble.

Emma Alexander dit que la façon la plus simple de commencer est de regarder vers l'est et de trouver la Lune et Mercure.

Elle a dit: "Si vous mettez votre main dans un poing et que vous le tenez à bout de bras, la taille de votre poing est à peu près à la même distance que la Lune et Mercure de l'horizon vers l'est. Ensuite, regardez un peu vers le à droite et légèrement en haut et vous verrez Vénus - vous saurez que c'est Vénus parce qu'elle est très lumineuse. Puis tournez-vous vers le sud, c'est à ce moment-là que vous verrez Mars."

Saturne et Jupiter commencent à se coucher vers 4h30 du matin pour le moment, mais ils pourraient toujours être en vue « si vous avez un très bon horizon ouest ».

Si vous avez du mal à savoir où chercher, demandez à un parent ou à un adulte en qui vous avez confiance de vous aider. Il existe plusieurs applications pour smartphone qui peuvent vous orienter dans la bonne direction lorsqu'il s'agit de constellations dans le ciel et de repérage de planètes.


Contenu

À l'exception de la lumière directe du soleil, la majeure partie de la lumière dans le ciel diurne est causée par la diffusion, qui est dominée par une limite de petites particules appelée diffusion de Rayleigh. La diffusion due aux particules de la taille d'une molécule (comme dans l'air) est plus grande dans les directions à la fois vers et loin de la source de lumière que dans les directions perpendiculaires à la trajectoire incidente. [7] La ​​diffusion est significative pour la lumière à toutes les longueurs d'onde visibles, mais elle est plus forte à l'extrémité la plus courte (la plus bleue) du spectre visible, ce qui signifie que la lumière diffusée est plus bleue que sa source : le Soleil. La lumière directe du soleil restante, ayant perdu certaines de ses composantes de longueur d'onde plus courte, apparaît légèrement moins bleue. [5]

La diffusion se produit également encore plus fortement dans les nuages. Les gouttelettes d'eau individuelles réfractent la lumière blanche en un ensemble d'anneaux colorés. Si un nuage est suffisamment épais, la diffusion de plusieurs gouttelettes d'eau lavera l'ensemble d'anneaux colorés et créera une couleur blanche délavée. [ éclaircissements nécessaires ] [8]

Le ciel peut prendre une multitude de couleurs telles que le rouge, l'orange, le violet et le jaune (en particulier près du coucher ou du lever du soleil) lorsque la lumière doit parcourir un chemin (ou profondeur optique) beaucoup plus long à travers l'atmosphère. Les effets de diffusion polarisent également partiellement la lumière du ciel et sont plus prononcés à un angle de 90° par rapport au Soleil. La lumière diffuse de l'horizon traverse jusqu'à 38 fois la masse d'air, tout comme la lumière du zénith, provoquant un dégradé bleu semblant vif au zénith et pâle près de l'horizon. [9] La lumière rouge est également diffusée s'il y a suffisamment d'air entre la source et l'observateur, ce qui fait que certaines parties du ciel changent de couleur au fur et à mesure que le soleil se lève ou se couche. À mesure que la masse d'air approche de l'infini, la lumière du jour diffusée apparaît de plus en plus blanche. [dix]

Le Soleil n'est pas le seul objet qui peut apparaître moins bleu dans l'atmosphère. Les nuages ​​lointains ou les sommets enneigés peuvent apparaître jaunâtres. L'effet n'est pas très évident par temps clair, mais est très prononcé lorsque les nuages ​​couvrent la ligne de mire, réduisant la teinte bleue de la lumière du soleil dispersée. [10] À des altitudes plus élevées, le ciel tend vers des couleurs plus sombres puisque la diffusion est réduite en raison de la densité de l'air plus faible. Un exemple extrême est la Lune, où aucune diffusion atmosphérique ne se produit, rendant le ciel lunaire noir même lorsque le Soleil est visible. [11]

Les modèles de distribution de la luminance du ciel ont été recommandés par la Commission internationale de l'éclairage (CIE) pour la conception des schémas d'éclairage naturel. Les développements récents concernent les "modèles tout ciel" pour modéliser la luminance du ciel dans des conditions météorologiques allant de clair à couvert. [12]

La luminosité et la couleur du ciel varient considérablement au cours d'une journée, et la cause principale de ces propriétés diffère également. Lorsque le Soleil est bien au-dessus de l'horizon, la diffusion directe de la lumière solaire (diffusion de Rayleigh) est la source de lumière dominante. Cependant, au crépuscule, la période entre le coucher et la nuit ou entre la nuit et le lever du soleil, la situation est plus complexe.

Les éclairs verts et les rayons verts sont des phénomènes optiques qui se produisent peu après le coucher du soleil ou avant le lever du soleil, lorsqu'un point vert est visible au-dessus du soleil, généralement pas plus d'une seconde ou deux, ou il peut ressembler à un rayon vert jaillissant du point de coucher du soleil . Les éclairs verts sont un groupe de phénomènes qui découlent de différentes causes, [13] dont la plupart se produisent lorsqu'il y a une inversion de température (lorsque la température augmente avec l'altitude plutôt que la baisse normale de température avec l'altitude). Des éclairs verts peuvent être observés à n'importe quelle altitude (même à partir d'un avion). Ils sont généralement vus au-dessus d'un horizon dégagé, comme au-dessus de l'océan, mais sont également vus au-dessus des nuages ​​et des montagnes. Des éclairs verts peuvent également être observés à l'horizon en association avec la Lune et des planètes brillantes, dont Vénus et Jupiter. [14] [15]

L'ombre de la Terre est l'ombre que la planète projette à travers son atmosphère et dans l'espace. Ce phénomène atmosphérique est visible au crépuscule civil (après le coucher du soleil et avant le lever du soleil). Lorsque les conditions météorologiques et le site d'observation permettent une vue dégagée sur l'horizon, la frange d'ombre apparaît comme une bande bleuâtre sombre ou terne juste au-dessus de l'horizon, dans la partie basse du ciel opposée à la direction (coucher ou lever) du Soleil. Un phénomène connexe est la ceinture de Vénus (ou arc anti-crépusculaire), une bande rosâtre qui est visible au-dessus de la bande bleuâtre de l'ombre de la Terre dans la même partie du ciel. Aucune ligne définie ne divise l'ombre de la Terre et la ceinture de Vénus une bande colorée se fond dans l'autre dans le ciel. [16] [17]

Le crépuscule est divisé en trois étapes selon la profondeur du Soleil sous l'horizon, mesurée en segments de 6°. Après le coucher du soleil, le crépuscule civil s'y couche se termine lorsque le Soleil descend à plus de 6° sous l'horizon. Vient ensuite le crépuscule nautique, lorsque le Soleil se situe entre 6° et 12° sous l'horizon (profondeur entre -6° et -12°), puis vient le crépuscule astronomique, défini comme la période comprise entre -12° et - 18°. Lorsque le Soleil descend à plus de 18° sous l'horizon, le ciel atteint généralement sa luminosité minimale. [18]

Plusieurs sources peuvent être identifiées comme étant la source de la luminosité intrinsèque du ciel, à savoir la lueur de l'air, la diffusion indirecte de la lumière solaire, la diffusion de la lumière des étoiles et la pollution lumineuse artificielle.

Le terme ciel nocturne désigne le ciel tel qu'il est vu la nuit. Le terme est généralement associé à l'observation du ciel et à l'astronomie, en référence aux vues des corps célestes tels que les étoiles, la Lune et les planètes qui deviennent visibles par une nuit claire après le coucher du Soleil. Les sources de lumière naturelle dans un ciel nocturne comprennent le clair de lune, la lumière des étoiles et la lueur de l'air, selon l'emplacement et le moment. Le fait que le ciel ne soit pas complètement sombre la nuit peut être facilement observé. Si le ciel (en l'absence de la lune et des lumières de la ville) était absolument sombre, on ne pourrait pas voir la silhouette d'un objet contre le ciel.

Le ciel nocturne et ses études ont une place historique dans les cultures anciennes et modernes. Dans le passé, par exemple, les agriculteurs utilisaient l'état du ciel nocturne comme calendrier pour déterminer quand planter des cultures. L'ancienne croyance en l'astrologie est généralement basée sur la croyance que les relations entre les corps célestes influencent ou transmettent des informations sur les événements sur Terre. le scientifique l'étude du ciel nocturne et des corps observés à l'intérieur, quant à elle, relève de la science de l'astronomie.

Dans le cadre de l'astronomie en lumière visible, la visibilité des objets célestes dans le ciel nocturne est affectée par la pollution lumineuse. La présence de la Lune dans le ciel nocturne a historiquement entravé l'observation astronomique en augmentant la quantité d'éclairage ambiant. Avec l'avènement des sources de lumière artificielle, cependant, la pollution lumineuse est devenue un problème croissant pour l'observation du ciel nocturne. Des filtres spéciaux et des modifications des appareils d'éclairage peuvent aider à atténuer ce problème, mais pour les meilleures vues, les astronomes optiques professionnels et amateurs recherchent des sites d'observation situés loin des grandes zones urbaines.

Avec la tendance de la pression, l'état du ciel est l'un des paramètres les plus importants utilisés pour prévoir le temps dans les zones montagneuses. L'épaississement de la couverture nuageuse ou l'invasion d'une couche nuageuse plus élevée est indicatif de pluie dans un avenir proche. La nuit, de hauts et minces cirrostratus peuvent conduire à des halos autour de la Lune, qui indiquent l'approche d'un front chaud et de la pluie associée. [19] Le brouillard du matin laisse présager des conditions passables et peut être associé à une couche marine, une indication d'une atmosphère stable. [20] Les conditions pluvieuses sont précédées de vent ou de nuages ​​qui empêchent la formation de brouillard. L'approche d'une ligne d'orages pourrait indiquer l'approche d'un front froid. Un ciel sans nuages ​​est indicatif d'un temps clément pour un avenir proche. [21] L'utilisation de la couverture du ciel dans la prévision météorologique a conduit à diverses traditions météorologiques au cours des siècles. [22]

Cyclones tropicaux

Dans les 36 heures suivant le passage du centre d'un cyclone tropical, la pression commence à chuter et un voile de cirrus blancs s'approche de la direction du cyclone. Dans les 24 heures suivant l'approche la plus proche du centre, des nuages ​​bas commencent à s'installer, également connus sous le nom de barre d'un cyclone tropical, alors que la pression barométrique commence à baisser plus rapidement et que les vents commencent à augmenter. Dans les 18 heures qui suivent l'approche du centre, les rafales sont courantes, avec des augmentations soudaines du vent accompagnées d'averses de pluie ou d'orages. Dans les six heures qui suivent l'arrivée du centre, la pluie devient continue. Within an hour of the center, the rain becomes very heavy and the highest winds within the tropical cyclone are experienced. When the center arrives with a strong tropical cyclone, weather conditions improve and the sun becomes visible as the eye moves overhead. Once the system departs, winds reverse and, along with the rain, suddenly increase. One day after the center's passage, the low overcast is replaced with a higher overcast, and the rain becomes intermittent. By 36 hours after the center's passage, the high overcast breaks and the pressure begins to level off. [23]

Flight is the process by which an object moves through or beyond the sky (as in the case of spaceflight), whether by generating aerodynamic lift, propulsive thrust, aerostatically using buoyancy, or by ballistic movement, without any direct mechanical support from the ground. The engineering aspects of flight are studied in aerospace engineering which is subdivided into aeronautics, which is the study of vehicles that travel through the air, and astronautics, the study of vehicles that travel through space, and in ballistics, the study of the flight of projectiles. While human beings have been capable of flight via hot air balloons since 1783, [24] other species have used flight for significantly longer. Animals, such as birds, bats, and insects are capable of flight. Spores and seeds from plants use flight, via use of the wind, as a method of propagating their species. [25]

Many mythologies have deities especially associated with the sky. In Egyptian religion, the sky was deified as the goddess Nut and as the god Horus. Dyeus is reconstructed as the god of the sky, or the sky personified, in Proto-Indo-European religion, whence Zeus, the god of the sky and thunder in Greek mythology and the Roman god of sky and thunder Jupiter.

In Australian Aboriginal mythology, Altjira (or Arrernte) is the main sky god and also the creator god. In Iroquois mythology, Atahensic was a sky goddess who fell down to the ground during the creation of the Earth. Many cultures have drawn constellations between stars in the sky, using them in association with legends and mythology about their deities.


How low can the sun be seen in the sky? - Astronomie

The Universe is LARGE, mostly EMPTY, DYNAMIC, and OLD

  • Las Cruces, NM, USA,
  • North America: one of seven continents
  • Earth: one of eight planets orbiting the Sun
  • Solar System: one of billions of other stars (and likely planets)
  • Milky Way Galaxy: the Sun is located in the outer regions
  • Local Group: Milky Way is one of a few dozen galaxies in our local region of the Universe
  • Clusters and superclusters of galaxies: the Local Group is one of many other galaxy groups and clusters
  • Superclusters and clusters of galaxies extend as far as we can see, and make up the Universe

    The Solar System is the collection of objects which are associated with the Sun by gravity.

    Soleil. Biggest object in solar system by far and contains most of the mass (> 99 %). It shines with energy produced by nuclear reactions. The Sun is a star it only appears different from the other stars because it is so much closer than all of the other stars.

  • Traditional classification into: planets, asteroids, comets, moons. Planets are biggest objects that orbit the Sun in roughly circular orbits, asteroids are small rocky objects that orbit the Sun, comets are combinations of rock and ice that orbit the Sun often in elongated orbits, and moons orbit around planets.

    We can see the objects that orbit the Sun because they reflect sunlight. The brightness of an object depends on its distance from the Sun, its distance from Earth, and how big it is. In addition, as we will see later, planets also glow because they are warmed by the Sun (and a few have an internal heat source as well), but this glow is mostly in a kind of light that our eyes don't see called infrared light.

How do you discover a new Solar System object?

There is very tight relation between the orbital periods, orbital speeds, and the average distance of the object from the Sun. This relation can be very well represented by a mathematical model with:

where P is the period (time to go around the Sun once), d is the average distance of a planet from the Sun, and v is the average speed. Anyone seeing this relation might reasonably wonder why! As it turns out, there is a good theory that explains these relations, the theory of gravity (more on this later!)

Orbits of planets are roughly, but not exactly circular. They also generally orbit the Sun in the same plane.

By orbits, however, Pluto is a bit different, both in its shape and its inclination (tilt of orbit relative to plane of solar system).

See an orbit animation to see these points. Considering the volume covered by the orbits of the planets, the shape of the Solar System is quite flat!

Recently, it's become popular to call the largest, spherical-shaped objects (photos) in the solar system planets or dwarf planets, depending on whether they are much larger than other objects orbiting near them.

When small objects collide with earth, they burn up in the Earth's atmosphere, creating meteors, or shooting stars. Occasionally, small pieces make it down to the surface of the Earth these are called meteorites.

When big objects collide, the impact can be significant!

Comets are often in very elongated orbits around the Sun. They spend most of the time far from the Sun, but when they come near the Sun, material evaporates (sublimates) from their surface, and it is pushed away from the comet by pressure coming from the Sun. This causes comets to develop bright tails which can be seen from Earth when a comet comes close to the Sun.

    The Sun is by far the largest object in the solar system.

  • How did people come to figure out that this is what the Solar System is like? How do we know where all of these objects are, how big they are, and what they are made of?
  • Why is stuff in the Solar System the way that it is? The reason that the global properties of objects in the Solar System are the way they are is likely related to the way the Solar System formed. Whatever models/theories we have about how the Solar System formed must explain some or all of the observed facts about the Solar System: the revolution of the planets in the same direction and plane, the difference between the inner and outer planets, why planets are round, etc. In fact, there is a reasonbly well developed theory for Solar System formation which we'll discuss later after we have some more background in important physical processes. But there are still many outstanding questions.

    Our Sun is one of billions of stars which are held together by gravity in what is known as the Milky Way galaxy. We now know that at least some other stars have planets orbiting them, so it is likely that there are many other ``solar systems'' out there.

  • Stars come in a wide range of brightnesses. When we look in the sky, the different brightnesses we see come from a combination of the effects of stars being at different distances, and also of stars having different intrinsic brightnesses, or luminosities.
    • Luminosity, or intrinsic brightness is like the wattage on a light bulb it indicates how much energy a star is giving off
    • If the Sun were represented by a 100 Watt light bulb, the faintest stars would be only 0.01 Watts, and the brightest stars would be about a million watts!

      Some thought experiments: how would stars appear in the sky if we lived inside a spherical galaxy? a frisbee-shaped galaxy? a cigar-shaped galaxy?

      Our galaxy is just one of billions of different galaxies. A galaxy is a collection of gas and stars held together by gravity. All of the stars we see in the sky are in our own galaxy, mostly relatively nearby to the Sun.

      Spiral galaxies have stars concentrated in a disk (which can either be seen face-on or edge-on). Some stars in the disk are concentrated in a spiral pattern, from which this category gets its name. Spirals have stars as well as a significant amount of interstellar matter. The Milky Way galaxy is a spiral galaxy.

    • In the disks of spiral galaxies, both the stars and the gas move in roughly circular orbits, in the same direction. (In the sparsely populated halos, stars move in more elongated orbits, and in different directions.
    • In elliptical galaxies, the stars move, but in more irregularly shaped orbits (similar to the halo stars to spiral galaxies).

      Galaxies move and sometimes collide with each other.

      Essentially all galaxies we see are moving away from us.

    • Even though the Universe as a whole is expanding, small regions of the Universe where there are objects (groups or clusters of galaxies) can be contracting under the force of gravity

      The Big Bang theory was motivated by the observation that all galaxies appear to be moving apart from each other. However, this observation alone leaves open the question about whether the Universe has always been expanding.

      The expansion of the Universe is well understood in the context of today's most sophisticated theory of gravity, which is called general relativity. The equations of general relativity allow for the possibility that the Universe will continually expand and also for the possibility that it will eventually contract.

    This picture has received major support from observations in the past decade by the COBE and WMAP satellities, which observe very small ``lumpiness'' in the microwave background.

    • Note that this dark energy is not to be confused with ``dark matter'', which also exists and which we will discuss in a few weeks!

      One common theme we've seen throughout our "Overview of the Universe" is the recognition of how far apart things are in the Universe. This raises the question: how do you measure distances to things that are so far away?

      Measuring distances with angles
        Measuring the apparent size of an object gives its distance if we know its true size. The apparent size will be smaller if the object if farther away. The relationship is simple:

      • The farther apart the vantage points, the more the direction will appear to change.
      • This means for a fixed accuracy of measuring angles, we can measure more distant objects if we use a wider baseline (vantage points that are further apart).
      • To measure the distances to stars, which are very far away, we use the widest baseline we can: namely, the Earth's position at two opposite points on its orbit!
      • However, even from this wide baseline, the apparent motions that we use to measure distances are only big enough for a few thousand stars in the neighborhood of the Sun in our Milky Way!
      • The beauty of parallax is that you measure distances using simple geometry. You don't need to know anything about the object that you're looking at, you just need to be able to see it from two different vantage points.

        The apparent brightness of objects depends on the distance: more distant objects appear fainter than identical nearby object.

      This is known as the inverse square law of apparent brightness.

      Some examples of objects used as standard candles , that is, objects with known intrinsic brightness are: a kind of variable star called a Cepheid variable, and a particular kind of supernova explosion.

      This technique can work out to large distances.

        Inside the Solar System, differences are often measured in a unit called the astronomical unit . One astronomical unit is defined as the average distance between the Earth and the Sun. Pluto is about 40 astronomical units away from the Sun.


      Analemma!

      Sure, you might think it’s simple: it rises in the east, gets up high in the sky, and sets in the west. That’s kinda sorta true overall, but if you pay closer attention you’ll notice that that’s only mostly true. It rises earlier every day until the summer, then starts rising later. It gets higher in the summer, and doesn’t rise exactly due east † . And it gets to its highest point in the sky at a different time each day.

      Photo by Tunc Tezel, used by permission.

      Surprise! I bet you weren’t expecting that!

      This figure-8 shape is called an analemma, and it may look familiar to you it’s sometimes printed in atlases and Earth globes. Tunc went out every day at 12:40 local time (13:40 summer time, to compensate for humans artificially changing our clocks) in Baku, Azerbaijan, on the shores of the Caspian Sea. He then took several pictures using a wide-angle lens, combining them into a mosaic for each day. After a year, he took all the mosaics and combined them showing this 360° view of the ground, and the analemma in the sky. Tunc also put together an animation showing each image one at a time, and it’s fun to watch you can see how a few cloudy days affect the shot, and watch as construction in Baku changes the landscape, too.

      So what causes this weird solar motion? The fault lies not in the stars, but in the Earth. There is a great website called, surprisingly, analemma.com, which has explanations of all this in detail. But let me give you the overview.

      Illustration by Phil Plait

      If the Earth orbited the Sun in a perfect circle, and the Earth’s axis weren’t tilted (in other words, the Earth’s axis were straight up-and-down, at a 90° angle to the plane of its orbit), the Sun would still rise and set, but it would take the same path across the sky at the same time, every day, all year. If you went outside at noon in January, and noon in June, the Sun would be in the same place. It would also rise due east, and set due west, always at the same time, every day.

      But this isn’t the case. The Earth’s orbit is slightly elliptical, and the Earth’s axis is tilted by roughly 23.5° to the orbit. These two factors combine to make the analemma. In principle, it’s not too hard to understand.

      On the summer solstice, the Earth’s north pole is tipped toward the Sun. In the northern hemisphere, this means the Sun gets high in the sky at noon. But in the winter, when the Earth is on the other side of its orbit, the Earth’s north pole is tipped away from the Sun, so at noon the Sun doesn’t get as high. The difference between highest and lowest point in the sky at noon is twice the Earth’s tilt, or roughly 47°. If at noon on June 22 the Sun were straight over your head, six months later at noon it would be 47° from overhead, or 90° - 47° = 43° above the horizon * .

      Illustration by Phil Plait

      So if you measure the Sun’s height above the southern horizon every day at the same time, that height changes. In summer it’s high, in winter it’s low. And that’s why the analemma is extended in the north-south direction.

      Now let’s look at the orbit being an ellipse. That means that sometimes (in January) we’re a bit closer to the Sun, and sometimes (in July) we’re farther away. When the Earth is closer to the Sun, it orbits faster, and when it’s farther, it orbits more slowly.

      Imagine for a second the Earth didn’t spin on its axis. If that were the case, it would take the Sun an entire year to go around the sky once, and our day would be as long as a year. But, in January the Sun would move across the sky a little faster, and in July it would move a little slower, reflecting the change in the Earth’s speed around the Sun.

      But the Earth does spin, at a constant rate. We see the Sun rise in the east and set in the west once every 24 hours or so. But that east-to-west motion is not constant during the year due to our elliptical orbit. Half the year the Sun is moving a bit more quickly to the west, and half the year it’s moving more slowly. So if you go outside at the same time every day and take a picture of the Sun, you’ll see it drift to the west half the year, and to the east the other half. And that’s why the analemma is extended in the east-west direction.

      The Earth’s axial tilt moves the Sun north/south over the year, and the elliptical orbit moves it east/west. Combine the two, and you get that crazy figure-8 in the sky.

      There are details that confuse this, too, like the fact that the two motions aren’t aligned the axial tilt contribution is maximized on the solstices, but the elliptical orbit contribution is at a maximum in April and July (near the equinoctes, coincidentally—that’s the correct plural of equinox, by the way). That skews the analemma a bit, making the two loops different sizes.

      Not only that, but other planets have analemmae, too! Those shapes depend on their own axial tilts and ellipticities, so the shapes vary quite a bit. It’s interesting to see how tings change planet to planet.

      I find the analemma fascinating, and not just because of the science. It’s an amazing reminder that we take a lot of things we see every day for granted, and miss a lot of the cool details when we focus on the here-and-now. The entire Universe is wheeling and careening around over our heads and beneath our feet. If we don’t pay attention, we’ll miss all the fun.

      † Correction (Apr. 29, 15:00 UTC): Arg! I originally typed “west” when I meant “east”. The Sun rises in the east, only rising due east on the equinoctes, I’ll note. Sorry about the confusion.

      * Correction (Apr. 29, 14:00 UTC): Originally, I inadvertently wrote that six months after being overhead, the Sun would be 43° from overhead, when I meant it would be 47° from overhead. This has been fixed in the text.