Le ciel — astronomie

L’écliptique : le chemin du Soleil dans le ciel

L’écliptique est le chemin annuel apparent du Soleil parmi les étoiles : il correspond en réalité au plan de l’orbite terrestre projeté sur le ciel. La Lune et les planètes restent près de lui, car leurs orbites se trouvent proches de ce même plan.

Ce qu’est l’écliptique

Si nous pouvions voir les étoiles en plein jour, nous remarquerions que le Soleil dérive lentement sur leur fond. En un an environ, il décrit un cercle complet dans le ciel. Ce chemin apparent s’appelle l’écliptique. Son nom vient du grec ancien pour « éclipse » (ékleipsis), car les éclipses de Soleil et de Lune ne peuvent se produire que lorsque la Lune se trouve près de cette ligne.

Le Soleil avance le long de l’écliptique d’un peu moins d’un degré par jour. C’est pourquoi les étoiles visibles la nuit changent progressivement au fil des saisons.

Le reflet de l’orbite terrestre

En réalité, le Soleil ne tourne pas autour de nous : c’est la Terre qui tourne autour du Soleil. Mais en parcourant son orbite, la Terre voit le Soleil se déplacer devant les étoiles lointaines. L’écliptique est donc le plan de l’orbite terrestre prolongé jusqu’à la sphère céleste, cette sphère imaginaire sur laquelle on repère les positions des étoiles.

L’écliptique n’est pas une ligne physique dans l’espace. C’est un résultat géométrique de notre position et de notre mouvement. Les astronomes l’utilisent comme plan de référence du Système solaire, et les coordonnées écliptiques (longitude et latitude mesurées par rapport à lui) sont pratiques pour décrire le Soleil, la Lune et les planètes.

L’inclinaison par rapport à l’équateur céleste

L’axe de la Terre n’est pas perpendiculaire à son orbite. Il est incliné d’environ 23,4 degrés, une valeur appelée obliquité de l’écliptique. Par conséquent, l’équateur céleste, c’est-à-dire l’équateur terrestre projeté sur le ciel, est incliné du même angle par rapport à l’écliptique.

Les deux cercles se croisent en deux points, les équinoxes, présentés dans Équinoxe. Lorsque le Soleil les traverse, le jour et la nuit ont presque la même durée. Les points les plus éloignés de l’équateur sont les solstices, en juin et en décembre.

Cette inclinaison est à l’origine des saisons. En été, dans un hémisphère, le Soleil monte haut et les jours sont longs ; en hiver, il reste bas et les jours sont courts. La distance au Soleil n’en est pas la cause principale.

Au fil de milliers d’années, les points d’intersection se déplacent lentement à cause de la précession, le lent balancement de l’axe terrestre.

La ceinture du zodiaque

Autour de l’écliptique, les observateurs depuis l’Antiquité décrivent une large bande appelée ceinture du zodiaque. Traditionnellement, elle s’étend d’environ 8 degrés de chaque côté de l’écliptique. Le Soleil, la Lune et les planètes visibles à l’œil nu y circulent toutes.

Les constellations traversées par l’écliptique sont souvent appelées zodiacales. Les limites des constellations fixées par l’Union astronomique internationale (UAI) sont figées et de tailles inégales : l’écliptique traverse en réalité 13 constellations, dont le Serpentaire (Ophiuchus). Pour en savoir plus, consultez Constellations zodiacales et l’explication de pourquoi il y a 12 signes du zodiaque. L’UAI reconnaît 88 constellations au total ; voir 88 constellations.

Pourquoi la Lune reste proche

L’orbite de la Lune autour de la Terre est inclinée d’environ 5,1 degrés par rapport à l’écliptique. La Lune apparaît donc toujours près du chemin du Soleil, mais pas exactement dessus. Elle croise l’écliptique en deux points appelés nœuds lunaires. Les éclipses se produisent lorsqu’une nouvelle Lune ou une pleine Lune coïncide avec une position proche d’un nœud. Pour aller plus loin : Nœuds lunaires en astronomie.

Pourquoi les planètes suivent une voie semblable

Les planètes ne sont pas dispersées dans toutes les directions. Le Système solaire s’est formé à partir d’un disque tournant de gaz et de poussière autour du jeune Soleil. Les planètes se sont constituées dans ce disque, si bien que leurs orbites se situent à peu près dans un même plan, proche de l’écliptique.

La plupart des inclinaisons orbitales des planètes sont faibles : Mercure environ 7 degrés, Vénus environ 3,4, Mars environ 1,9, Jupiter environ 1,3 et Saturne environ 2,5. C’est pourquoi, vues de la Terre, ces planètes apparaissent toujours dans une bande étroite autour de l’écliptique. La planète naine Pluton est un cas particulier : inclinée de plus de 17 degrés, elle peut s’écarter nettement de la ceinture.

En suivant une planète le long de l’écliptique, vous pouvez observer un effet curieux : elle semble reculer un temps sur le fond d’étoiles. Il s’agit d’un effet optique dû aux différences de vitesse orbitale, décrit dans Mouvement rétrograde.

Comment le repérer dans le ciel

Imaginez l’écliptique comme un arc allant de l’est à l’ouest, le long duquel voyagent le Soleil et la Lune. Si vous voyez le soir une « étoile » brillante et fixe près de cette ligne, il peut très bien s’agir d’une planète. Les planètes s’alignent souvent à peu près le long d’un même arc, et un fin croissant de Lune passe parfois près d’elles. Les applications du ciel et les cartes 3D tracent l’écliptique sous forme de ligne, ce qui aide à distinguer les planètes des étoiles.

En bref, l’écliptique relie l’orbite de la Terre, les saisons, les éclipses et le mouvement des planètes en une image cohérente du ciel.

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