L'intérêt scientifique des Transits

 

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L'intérêt scientifique - la parallaxe

La "Goutte Noire"

Transit de Mercure du 07 Mai 2003

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L'intérêt scientifique des Transits - Le calcul de la parallaxe

 

L'une des manières de mesurer la distance entre la Terre et une planète du système solaire s'effectue par la mesure de l'angle sous lequel on verrait la Terre à partir de cette planète. La demi-valeur de cet angle se nomme la parallaxe. Dans la pratique, la mesure s'effectue à partir de deux points d'observations A et B situés sur Terre. La mesure de l'angle A-Planète-B permet de déterminer l'angle Centre de la Terre-Planète-A (ou B) dénommé Parallaxe de hauteur ou Parallaxe diurne.

 

Pour la Lune, à une distance moyenne de 384.400 km, la parallaxe est d'environ 57'.

 

La parallaxe du Soleil vaut 8,794 148", ce qui signifie que, du Soleil, on verrait le rayon de l'équateur terrestre sous un angle de 8,794 148".

 

 

Connaître la parallaxe d'un astre, c'est connaître sa distance.

 

Au cours des siècles précédents, de nombreuses tentatives ont été faites pour calculer la distance entre la Terre et le Soleil. En effet, connaître cette distance avec précision est crucial pour les astronomes parce que toutes les autres distances dans l'Univers dépendent de cette valeur.

 

Mais c'est réellement à partir de l'introduction de la lunette astronomique à des fins d'observations des planètes que, après quelques tâtonnements dus à l'inexpérience des observateurs, d'énormes progrès seront accomplis dans la détermination de cette distance.

 

Auteur

Date

Origine des données

Valeur de la distance Terre-Soleil

Valeur de la parallaxe

Anaximandre

 

 

~54 rayons terrestres

~1,06°

Eudoxe

 

 

9 fois la distance Terre-Lune

 

Aristarque de Samos

 

 

18 à 20 fois la distance Terre-Lune
soit environ 360 rayons terrestres

~9,5'

Hipparque

 

 

2.490 rayons terrestres

~1,4'

Posidonius

 

 

13.090 rayons terrestres

~15,8"

Ptolémée

 

 

1.210 rayons terrestres

~2,8'

Copernic

 

 

1.500 rayons terrestres

~2,4'

Kepler

 

 

3.500 rayons terrestres

inférieure à 1'

Horrocks

1639

transit de 1639

87,7 millions de km

15"

J. D. Cassini

1672

observations de Mars lors de l'opposition de Septembre 1672

138,4 millions de km

9.5"

Flamsteed

1672

observations de Mars lors de l'opposition de Septembre 1672

131,5 millions de km

10"

Abbé Jean Picard

1672

observations de Mars lors de l'opposition de Septembre 1672

65,7 millions de km

20"

Edmund Halley

1716

méthode par trigonométrie "A new Method of determining the Parallax of the Sun"

111 millions de km

 

William Smith

1770

données des transits 1761/1769

152.895.091 km

8,6045"

Thomas Hornsby

1770

données des transits 1761/1769

149.838.930 km

8,78"

Pingré

1770

données des transits 1761/1769

142.998.457 km

9,2"

Lalande

1770

données des transits 1761/1769

148.151.555 km

8,88"

Lalande

1771

données des transits 1761/1769

153 ±1 millions de km

entre 8,55" et 8,63

Lexell

1771

données des transits 1761/1769

151.565.185 km

8.68"

Pingré

1772

données des transits 1761/1769

149.498.387 km

8,80"

Planmann

1772

données des transits 1761/1769

156.060.000 km

8,43"

Lexell

1772

données des transits 1761/1769

152.443.315 km

8,63"

Hell

1773/1774

données des transits 1761/1769

152.216760 km

8,70"

Encke

1824

données des transits 1761/1769

153.374.581 km

8,5776"

 

1835

données des transits 1761/1769

153.492.686 km

8,571" +/- 0,037"

Hall

1862

parallaxe de Mars

148.805.091 km

8,841"

Galle

1875

parallaxe de l'astéroïde Flora

148.268.433 km

8,873"

Sir David Gill

1881

parallaxe de Mars

149.838.930 km

8,78"

Simon Newcomb

1890

données des transits 1761/1769

149,7±0,9 millions de km

 

Simon Newcomb

1891

données des transits 1874/1882

149,59±0,31 millions de km

8"85

Hinks

1900

parallaxe de l'astéroïde Eros

149.396.526 km

8,806"

 

1941

parallaxe de l'astéroïde Eros

149.668.465 km

8,790"

IAU

1976

 

149.597.870,691±0,030 km

8,794 148"

NASA

1990

Mesure Radar

149.597.836,257 km

8,79415"

 

Pour calculer la distance au Soleil par la méthode de la parallaxe (parallaxe diurne), la formule est :

L = R / alpha
où  L = distance
avec R = rayon de la Terre = 6.378,14 km
et alpha = parallaxe (en radians)


La parallaxe est généralement donnée en degrés ou sous-multiples, il faut donc convertir en radians en multipliant par pi/180
exemple : distance Terre-Soleil avec une parallaxe de 8,794148" :
8.794148" = (8.794148 / 3600) = 0,002442819 degrés = 0,000042635233 radians
L = 6,378.14 km  / 0,000042635233 = 149.597.870 km

 

 

A partir de l'observation de la planète Mars en 1672 en des points différents du globe, Jean Dominique Cassini (1625-1712) et l'Abbé Jean Picard (1620-1682) à Paris, et Jean Richer (1630-1696) en mission à Cayenne, avaient déterminé, avec une assez bonne approximation, la distance Terre-Soleil, et obtenu la première estimation valable en proposant une parallaxe solaire de 9,5".

 

Sir Edmond Halley (1656-1742), après avoir observé depuis Sainte-Hélène le transit de Mercure de 1677, propose dès 1716, une méthode par trigonométrie pour calculer la distance au Soleil à partir de l'observation du prochain transit de Vénus prévu pour 1761. La méthode sera améliorée un siècle plus tard par l'astronome français Jean-Nicolas Delisle.

 

Comme en 1761, de nombreuses observations seront incomplètes et inexploitables. Le transit fut cependant observé dans de bonnes conditions à cinq endroits différents, mais les résultats ne permettent toujours pas de fixer la distance Terre-Soleil avec une précision suffisante. D'après les observations recueillies, l'astronome Lalande trouve, en 1771, une distance moyenne de la Terre au Soleil comprise entre 152 et 154 millions de kilomètres. L'occasion de parfaire les connaissances viendra un siècle plus tard avec les nouveaux transits de 1874 et 1882.

 

A partir des données de 1761/1769, puis de celles de 1874/1882, Simon Newcomb (1835-1909) a déterminé une valeur remarquablement correcte de 149,59 millions de kilomètres.

 

A partir de 1960, les mesures de distance par radar, ainsi que l'envoi de sondes spatiales, ont permis de mieux connaître les distances dans notre système solaire.

 

En 1976, l'Union Astronomique Internationale a défini l'Unité Astronomique à 149.597.870,691 ±0,030 km. La parallaxe horizontale équatoriale moyenne du Soleil vaut 8,794148".

  

L'Institut de France, en souvenir du passage de Vénus devant le Soleil le 9 Décembre 1874, a fait frapper une médaille portant l'inscription : "Quo distent spatio sidera juncta docent" (C'est par cet espace qui les séparent que les étoiles nous enseignent les liens qui les unissent).

 

La "Goutte Noire"...

 

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Contact : Gilbert Javaux