Le ciel — astronomie

La précession : le lent balancement de l’axe de la Terre

La précession est le lent mouvement circulaire de l’axe de rotation de la Terre, comparable au balancement d’une toupie. Un cycle complet dure environ 26 000 ans. Elle modifie l’étoile qui marque le pôle céleste nord et fait glisser les points équinoxiaux le long de l’écliptique, ce qui explique pourquoi les signes du zodiaque tropical ne coïncident plus avec les constellations qui portent leur nom.

La Terre, une toupie en rotation

Faites tourner une toupie : elle ne fait pas que tourner sur elle-même. Son axe décrit lentement un cône. Ce mouvement circulaire lent s’appelle la précession, et la Terre se comporte de façon très semblable.

L’axe de la Terre est incliné d’environ 23,4 degrés par rapport à la perpendiculaire au plan de son orbite. Notre planète n’est pas une sphère parfaite : en raison de sa rotation, elle est légèrement renflée à l’équateur. L’attraction gravitationnelle du Soleil et de la Lune sur ce renflement tend à redresser l’axe. Comme la Terre tourne sur elle-même, le résultat n’est pas un basculement, mais un lent balayage de l’axe sur un cercle, exactement comme pour une toupie soumise à la gravité.

L’inclinaison elle-même reste presque la même au cours de ce processus. Ce qui change, c’est la direction vers laquelle l’axe pointe.

Un cycle d’environ 26 000 ans

Un tour complet dure environ 25 800 ans, souvent arrondis à 26 000. Les points équinoxiaux se déplacent dans le ciel d’environ 50 secondes d’arc par an, soit à peu près un degré tous les 72 ans.

C’est bien trop lent pour être perçu au cours d’une vie, mais c’est facilement mesurable. C’est pourquoi les catalogues d’étoiles et les systèmes de coordonnées sont rattachés à une époque précise, comme J2000.0 (le début de l’an 2000), et pourquoi les astronomes convertissent les coordonnées à la date d’observation.

D’autres mouvements, plus petits, s’ajoutent à la précession. L’un d’eux est la nutation, un léger hochement de l’axe lié principalement à la lente rotation de l’orbite inclinée de la Lune.

Comment le pôle céleste se déplace

Le pôle céleste nord est le point du ciel vers lequel pointe l’axe de la Terre. Tandis que l’axe décrit lentement son cercle, le pôle se déplace dans le ciel et passe près de différentes étoiles.

Aujourd’hui, il se trouve près de Polaris, l’étoile polaire de la Petite Ourse, que nous utilisons pour nous orienter. Voir l’étoile polaire. Polaris va encore se rapprocher un peu du pôle, puis celui-ci s’en éloignera.

Vers 2700 av. J.-C., l’étoile la plus proche du pôle était Thuban, dans le Dragon. Vers l’an 14 000 de notre ère, le pôle passera près de Véga, dans la Lyre, une étoile très brillante. Le rôle d’étoile immobile du nord n’est donc que temporaire.

Le pôle céleste sud décrit un cercle de la même manière, même si aucune étoile brillante ne le marque aujourd’hui.

Pourquoi les signes et les constellations s’éloignent

C’est la partie qui déroute beaucoup de monde. L’écliptique (le trajet annuel apparent du Soleil parmi les étoiles, voir l’écliptique) coupe l’équateur céleste en deux points, les équinoxes (voir l’équinoxe). La précession déplace lentement ces points vers l’ouest le long de l’écliptique, dans le sens opposé au mouvement annuel du Soleil.

Dans la tradition tropicale occidentale, le zodiaque se mesure à partir de l’équinoxe de mars : 0° Bélier correspond à la position du Soleil à ce moment-là. Comme ce point glisse par rapport aux étoiles de fond, les signes liés aux saisons s’écartent peu à peu des constellations qui portent le même nom. Aujourd’hui, le décalage est d’environ 24 degrés, soit presque un signe entier.

Il existe une seconde raison pour laquelle les deux n’ont jamais coïncidé exactement : les constellations ont des tailles différentes et des limites irrégulières, fixées par l’Union astronomique internationale (UAI) au XXᵉ siècle, alors que les signes du zodiaque sont des divisions égales de 30 degrés. Pour en savoir plus, voir pourquoi les signes ne correspondent pas aux constellations, zodiaque tropical et sidéral et les constellations zodiacales.

L’équinoxe de mars se trouve actuellement dans les limites des Poissons et se dirige vers le Verseau. C’est l’origine de l’expression populaire « ère du Verseau ». L’astronomie, toutefois, ne lui assigne aucune date de début officielle. Les limites des constellations sont inégales et les auteurs donnent des années différentes : il s’agit d’une idée culturelle plutôt que d’un événement astronomique.

Une découverte de l’Antiquité

La précession est l’un des premiers effets subtils découverts en astronomie. On l’attribue généralement à l’astronome grec Hipparque, qui travaillait au IIᵉ siècle av. J.-C. Il compara ses propres mesures de positions d’étoiles, comme celle de l’Épi (Spica), avec des relevés plus anciens et remarqua que leurs positions par rapport à l’équinoxe avaient changé. Il en conclut que les équinoxes se déplacent lentement et estima une vitesse d’au moins un degré par siècle. Ce chiffre est inférieur à la valeur moderne, mais la direction et l’idée étaient justes.

Claude Ptolémée, au IIᵉ siècle de notre ère, reprit ce résultat dans son œuvre, et les astronomes suivants continuèrent à l’affiner. L’explication physique, la gravité agissant sur le renflement équatorial, vint avec la mécanique d’Isaac Newton.

Cette histoire rappelle joliment combien la science sait être patiente : pour observer un mouvement aussi lent, il a fallu des relevés couvrant des siècles.

En bref

La précession est un balancement naturel et régulier de l’axe. Il n’y a là rien d’inquiétant : c’est simplement une part de la lente danse de notre planète. Elle explique pourquoi l’étoile polaire change et pourquoi les signes du zodiaque tropical ne se trouvent plus sous les constellations du même nom.

Les positions dans Astronativa sont astronomiquement exactes. L'interprétation est source d'inspiration. · Glossaire · Conditions · Confidentialité · Remerciements