L’écliptique et les constellations

L’écliptique est la trajectoire apparente décrite chaque année par le Soleil autour de la Terre. Par définition, le Soleil se trouve toujours exactement sur l’écliptique. Toutefois le Soleil occupe différentes positions au nord ou au sud de l’équateur terrestre, en fonction du moment de l’année.

Les équinoxes correspondent au moment où le Soleil est dans le plan de l’équateur terrestre. Les solstices correspondent au moment où le Soleil est le plus au nord ou le plus au sud de l’équateur terrestre : il est alors dans le plan perpendiculaire à l’axe des équinoxes.

L’équinoxe de mars détermine le point d’origine des longitudes écliptiques (point vernal) : sa longitude est donc de 0° par définition.

Les 12 Signes du zodiaque astronomique sont définis par leurs longitudes écliptiques, repérées par rapport aux axes des équinoxes et des solstices. Chaque Signe occupe une largeur (L) d’exactement 30° en longitude écliptique :

▶ Bélier (Signe) : L = 30°, de 0° (équinoxe de mars) à 30°
▶ Taureau (Signe) : L = 30°, de 30° à 60°
▶ Gémeaux (Signe) : L = 30°, de 60° à 90° (solstice de juin)
▶ Cancer (Signe) : L = 30°, de 90° (solstice de juin) à 120°
▶ Lion (Signe) : L = 30°, de 120° à 150°
▶ Vierge (Signe) : L = 30°, de 150° à 180° (équinoxe de septembre)
▶ Balance (Signe) : L = 30°, de 180° (équinoxe de septembre) à 210°
▶ Scorpion (Signe) : L = 30°, de 210° à 240°
▶ Sagittaire (Signe) : L = 30°, de 240° à 270° (solstice de décembre)
▶ Capricorne (Signe) : L = 30°, de 270° (solstice de décembre) à 300°
▶ Verseau (Signe) : L = 30°, de 300° à 330°
▶ Poissons (Signe) : L = 30°, de 330° à 0° (équinoxe de mars).

En raison du phénomène de précession, l’écliptique et le zodiaque astronomique sont entraînés dans un lent cycle de 26 000 ans de rotation par rapport au fond stellaire.

En conséquence, les équinoxes, les solstices, et les secteurs écliptiques du zodiaque astronomique sont en mouvement constant par rapport à la Voie Lactée, aux étoiles et aux constellations qui se trouvent en arrière-plan. On dénombre 13 constellations qui se trouvent en arrière-plan de l’écliptique.

En raison du phénomène de précession, aucune de ces constellations ne reste à la même position par rapport aux Signes du zodiaque astronomique. En outre, chacune de ces constellations s’inscrit dans un polygone de délimitation arbitraire fixé par l’Union Astronomique Internationale (U.A.I.). Ces polygones ont tous des formes irrégulières différentes. Leurs étendues en longitude écliptique ont donc toutes des largeurs différentes (L), certaines se chevauchant même partiellement :

▶ Bélier (constellation) : L ≈ 29,2°
▶ Taureau (constellation) : L ≈ 42,2°
▶ Gémeaux (constellation) : L ≈ 28,2°
▶ Cancer (constellation) : L ≈ 24,1°
▶ Lion (constellation) : L ≈ 44,8°
▶ Vierge (constellation) : L ≈ 54,8°
▶ Balance (constellation) : L ≈ 26,6°
▶ Scorpion (constellation) : L ≈ 30,7°
▶ Serpentaire ou Ophiuchus (constellation) : L ≈ 44,6°
▶ Sagittaire (constellation) : L ≈ 36,6°
▶ Capricorne (constellation) : L ≈ 30,6°
▶ Verseau (constellation) : L ≈ 49,5°
▶ Poissons (constellation) : L ≈ 52,3°

On peut aussi ne considérer que les segments d’intersection entre l’écliptique et les polygones de délimitation des constellations. Cette restriction permet d’éliminer artificiellement les chevauchements en longitude de ces polygones de délimitation, ce qui donne les largeurs suivantes :

▶ Bélier (constellation) : L ≈ 24,7°
▶ Taureau (constellation) : L ≈ 36,7°
▶ Gémeaux (constellation) : L ≈ 27,8°
▶ Cancer (constellation) : L ≈ 20,1°
▶ Lion (constellation) : L ≈ 35,8°
▶ Vierge (constellation) : L ≈ 44°
▶ Balance (constellation) : L ≈ 23,2°
▶ Scorpion (constellation) : L ≈ 6,6°
▶ Serpentaire ou Ophiuchus (constellation) : L ≈ 18,6°
▶ Sagittaire (constellation) : L ≈ 33,4°
▶ Capricorne (constellation) : L ≈ 27,8°
▶ Verseau (constellation) : L ≈ 24,2°
▶ Poissons (constellation) : L ≈ 37°

On peut observer que le Soleil, ou une planète se déplaçant à proximité immédiate de l’écliptique, ne peut traverser la constellation du Scorpion que sur 6,6° de longitude écliptique. Cela ne change rien au fait que le Signe astronomique du Scorpion s’étend sur 30° de longitude écliptique et se caractérise par une déclinaison comprise entre −11° 29′ et −20° 10′ : la présence d’une Planète dans le Signe astronomique du Scorpion est déterminée par les coordonnées écliptiques de cette Planète, et non par la constellation lointaine qui se trouve en arrière-plan.

Le tableau ci-dessous récapitule ces diverses mesures. La bande zodiacale de ±17° en bleu clair représente les latitudes écliptiques nord et sud maximales de Pluton. Celle en bleu foncé représente les latitudes écliptiques nord et sud maximales de Vénus (±8° 45′) :

La figure ci-dessous représente les inclinaisons des orbites de Vénus et de Mars sur l’écliptique et leurs latitudes écliptiques nord et sud maximales, ces dernières étant fonction de leur distance à la Terre :

Alors que les 12 Signes du zodiaque astronomique recouvrent toutes les positions possibles des Planètes en longitude et latitude écliptique, les 13 constellations en arrière-plan de l’écliptique ne recouvrent qu’une partie des positions possibles des Planètes.

En effet, à l’exception du Soleil et de la Terre, aucun corps du système solaire n’orbite exactement dans le plan écliptique : certaines Planètes peuvent périodiquement atteindre des latitudes écliptiques importantes (par ex. : Lune ± 5°, Mercure ± 5°, Vénus ± 8° Pluton ± 17°) et sortir de la ceinture des 13 constellations écliptiques.

Il existe 13 constellations situées au nord des constellations écliptiques et susceptibles d’être traversées par des Planètes ayant de fortes latitudes écliptiques (en particulier par la Lune, Mercure, Vénus, Mars ou Pluton) : le Triangle, Persée, le Cocher, le Lynx, le Petit Lion, la Chevelure de Bérénice, la Tête du Serpent, la Queue du Serpent, l’Écu de Sobieski, l’Aigle, le Petit Cheval, Pégase, Andromède.

Il existe 13 constellations situées au sud des constellations écliptiques et susceptibles d’être traversées par des Planètes ayant de fortes latitudes écliptiques (en particulier par la Lune, Mercure, Vénus, Mars ou Pluton) : Orion, la Licorne, le Petit Chien, l’Hydre femelle, le Sextant, la Coupe, le Corbeau, le Centaure, le Loup, la Couronne australe, le Microscope, le Poisson austral, la Baleine.

Légende de la vidéo :

▶ l’année (de −13 000 à 13 000) est indiquée tout en haut
▶ délimitations U.A.I. des constellations : contours bleus
▶ plan de l’écliptique : axe horizontal rouge
▶ longitudes écliptiques : graduations horizontales
▶ latitudes écliptiques : graduations verticales
▶ position du Soleil à l’équinoxe de mars : icône verte
▶ position du Soleil au solstice de juin : icône jaune
▶ position du Soleil à l’équinoxe de septembre : icône orange
▶ position du Soleil au solstice de décembre : icône violette

L’équinoxe de mars

L’équinoxe de mars est le moment de l’année où le Soleil quitte le sud pour passer au nord de l’équateur terrestre. Le Soleil se trouve alors à l’intersection des plans de l’équateur terrestre et de l’écliptique (trajectoire apparente décrite chaque année par le Soleil autour de la Terre).

Cette direction particulière du Soleil à l’équinoxe de mars est appelée point vernal : elle est utilisée pour définir le point d’origine des longitudes écliptiques (0°) et des secteurs écliptiques du zodiaque astronomique.

Dans le zodiaque astronomique, les Poissons sont définis comme le secteur situé entre 330° et 0° de longitude écliptique, tandis que le Bélier est défini comme le secteur situé entre 0° et 30° de longitude écliptique. L’équinoxe de mars correspond au passage du Soleil à 0° de longitude écliptique : c’est à ce moment précis que le Soleil quitte le secteur écliptique des Poissons astronomique pour entrer dans celui du Bélier astronomique.

Dans tout l’hémisphère nord c’est la fin de l’hiver astronomique et le début du printemps astronomique. Dans tout l’hémisphère sud c’est la fin de l’été astronomique et le début de l’automne astronomique.

Légende de la vidéo :

▶ l’année (de −13 000 à 13 000) est indiquée tout en haut
▶ plan de l’équateur terrestre : axe horizontal rouge - plan de l’axe terrestre : axe vertical rouge
▶ plan de l’écliptique : axe oblique rouge - longitudes écliptiques : graduations de l’axe oblique rouge
▶ position du Soleil à l’équinoxe de mars : icône jaune

Le solstice de juin

Le solstice de juin est le moment de l’année où le Soleil atteint sa position la plus au nord de l’équateur terrestre, à la verticale du tropique du Cancer. Le Soleil se trouve alors à l’intersection entre le plan perpendiculaire à l’axe des équinoxes et le plan écliptique (trajectoire apparente décrite chaque année par le Soleil autour de la Terre).

Dans le zodiaque astronomique, les Gémeaux sont définis comme le secteur situé entre 60° et 90° de longitude écliptique, tandis que le Cancer est défini comme le secteur situé entre 90° et 120° de longitude écliptique. Le solstice de juin correspond au passage du Soleil à 90° de longitude écliptique : c’est à ce moment précis que le Soleil quitte le secteur écliptique des Gémeaux astronomique pour entrer dans celui du Cancer astronomique.

Dans tout l’hémisphère nord c’est la fin du printemps astronomique et le début de l’été astronomique. Dans tout l’hémisphère sud c’est la fin de l’automne astronomique et le début de l’hiver astronomique.

Légende de la vidéo :

▶ l’année (de −13 000 à 13 000) est indiquée tout en haut
▶ plan de l’équateur terrestre : axe horizontal rouge - plan de l’axe terrestre : axe vertical rouge
▶ plan de l’écliptique : axe oblique rouge - longitudes écliptiques : graduations de l’axe oblique rouge
▶ position du Soleil au solstice de juin : icône jaune

L’équinoxe de septembre

L’équinoxe de septembre est le moment de l’année où le Soleil quitte le nord pour passer au sud de l’équateur terrestre. Le Soleil se trouve alors à l’intersection des plans de l’équateur terrestre et de l’écliptique (trajectoire apparente décrite chaque année par le Soleil autour de la Terre).

Dans le zodiaque astronomique, la Vierge est définie comme le secteur situé entre 150° et 180° de longitude écliptique, tandis que la Balance est définie comme le secteur situé entre 180° et 210° de longitude écliptique. L’équinoxe de septembre correspond au passage du Soleil à 180° de longitude écliptique : c’est à ce moment précis que le Soleil quitte le secteur écliptique de la Vierge astronomique pour entrer dans celui de la Balance astronomique.

Dans tout l’hémisphère nord c’est la fin de l’été astronomique et le début de l’automne astronomique. Dans tout l’hémisphère sud c’est la fin de l’hiver astronomique et le début du printemps astronomique.

Légende de la vidéo :

▶ l’année (de −13 000 à 13 000) est indiquée tout en haut
▶ plan de l’équateur terrestre : axe horizontal rouge - plan de l’axe terrestre : axe vertical rouge
▶ plan de l’écliptique : axe oblique rouge - longitudes écliptiques : graduations de l’axe oblique rouge
▶ position du Soleil à l’équinoxe de septembre : icône jaune

Le solstice de décembre

Le solstice de décembre est le moment de l’année où le Soleil atteint sa position la plus au sud de l’équateur terrestre, à la verticale du tropique du Capricorne. Le Soleil se trouve alors à l’intersection entre le plan perpendiculaire à l’axe des équinoxes et le plan écliptique (trajectoire apparente décrite chaque année par le Soleil autour de la Terre).

Dans le zodiaque astronomique, le Sagittaire est défini comme le secteur situé entre 240° et 270° de longitude écliptique, tandis que le Capricorne est défini comme le secteur situé entre 270° et 300° de longitude écliptique. Le solstice de décembre correspond au passage du Soleil à 270° de longitude écliptique : c’est à ce moment précis que le Soleil quitte le secteur écliptique du Sagittaire astronomique pour entrer dans celui du Capricorne astronomique.

Dans tout l’hémisphère nord c’est la fin de l’automne astronomique et le début de l’hiver astronomique. Dans tout l’hémisphère sud c’est la fin du printemps astronomique et le début de l’été astronomique.

Légende de la vidéo :

▶ l’année (de −13 000 à 13 000) est indiquée tout en haut
▶ plan de l’équateur terrestre : axe horizontal rouge - plan de l’axe terrestre : axe vertical rouge
▶ plan de l’écliptique : axe oblique rouge - longitudes écliptiques : graduations de l’axe oblique rouge
▶ position du Soleil au solstice de décembre : icône jaune

Pôles et précession des équinoxes

L’axe de rotation de la Terre n’est pas complètement perpendiculaire à l’écliptique : en effet il est incliné d’environ 23,5° par rapport à la perpendiculaire. C’est ce même angle d’inclinaison qu’on retrouve entre les plans de l’équateur terrestre et de l’écliptique. La valeur de cet angle d’inclinaison reste particulièrement stable au fil des millénaires.

Toutefois la direction vers laquelle pointe l’axe terrestre n’est pas parfaitement fixe : au contraire cette direction tourne très lentement en décrivant un cône d’angle 23,5° dans l’espace, au cours d’un cycle durant environ 26 000 ans. On parle de “précession” pour désigner cette rotation cyclique de la direction de l’axe terrestre.

En raison du phénomène de précession, l’écliptique et le zodiaque astronomique sont entraînés dans un lent cycle de 26 000 ans de rotation par rapport au fond stellaire. En conséquence, les équinoxes, les solstices, et les secteurs écliptiques du zodiaque astronomique sont en mouvement constant par rapport à la Voie Lactée, aux étoiles et aux constellations qui se trouvent en arrière-plan. Ce phénomène de précession provoque également le lent déplacement de l’étoile polaire.

Actuellement (XXI^e siècle), l’axe terrestre pointe au nord vers l’Étoile polaire, l’étoile la plus brillante de la constellation de la Petite Ourse. Il y a plusieurs millénaires l’axe terrestre pointait vers d’autres étoiles. Dans plusieurs millénaires l’axe terrestre pointera vers d’autres étoiles encore.

Le pôle nord céleste est la direction du ciel située au nord dans le prolongement de l’axe de rotation de la Terre : il se situe donc à la verticale du pôle nord terrestre. Le pôle nord écliptique est la direction du ciel située au nord sur la perpendiculaire au plan écliptique (trajectoire apparente décrite chaque année par le Soleil autour de la Terre).

Légende de la vidéo :

▶ l’année (de −13 000 à 13 000) est indiquée tout en haut
▶ les graduations du cercle de précession indiquent la position du pôle nord céleste en fonction de l’année
▶ les directions approximatives des secteurs écliptiques du zodiaque astronomique sont indiquées en filigrane sur les bords de l’image

Le pôle sud céleste est la direction du ciel située au sud dans le prolongement de l’axe de rotation de la Terre : il se situe donc à la verticale du pôle sud terrestre. Le pôle sud écliptique est la direction du ciel située au sud sur la perpendiculaire au plan écliptique (trajectoire apparente décrite chaque année par le Soleil autour de la Terre).

Légende de la vidéo :

▶ l’année (de −13 000 à 13 000) est indiquée tout en haut
▶ les graduations du cercle de précession indiquent la position du pôle nord céleste en fonction de l’année
▶ les directions approximatives des secteurs écliptiques du zodiaque astronomique sont indiquées en filigrane sur les bords de l’image

Simulations créées avec le logiciel libre Stellarium. Projections stéréographiques. Une seconde de vidéo correspond à un siècle en temps réel : les vidéos montrent donc un temps accéléré par un facteur d’environ 3 milliards.

Signes tropiques et constellations

Le zodiaque des Signes et celui des constellations ne sauraient être confondus. Claude Ptolémée qui avait compilé Hipparque, le découvreur de la précession, explique les dénominations des Signes par les phénomènes solaires (année tropique) et non par les arrangements stellaires. Le texte suivant du II^e siècle après J.-C. montre sans contestation possible que les astrologues post-chaldéens, même en usant des étoiles fixes, reliaient le zodiaque aux phases saisonnières :

“Il existe en effet deux Signes tropiques, d’une part le premier intervalle de trente degrés depuis le solstice d’été, soit le Signe du Cancer, de l’autre, le premier depuis le solstice d’hiver, soit le Capricorne. Ces Signes ont reçu leur nom de ce qui se passe en eux. En effet le Soleil, lorsqu’il est entré dans ces Signes, recule en arrière, tournant son cours en une latitude contraire, causant l’été dans le Cancer, et dans le Capricorne, l’hiver.” “Il y a encore deux Signes équinoxiaux, le Bélier printanier et l’automnale Balance, qui eux aussi ont pris leur nom de ce qui se passe en eux, car quand le Soleil est au début de ces Signes, les espaces du jour et de la nuit sont égaux pour toute la Terre.”

Plus près de nous dans le temps, au XVIII^e siècle, un astronome peu soupçonnable de sentiments pro-astrologiques, François Arago, exprime dans son Astronomie populaire sa compréhension des différences : “Il faut donc avoir soin, pour éviter toute confusion, de bien distinguer le mot constellation du mot Signe. Les constellations sont des figures d’hommes ou d’animaux, dessinées dans le zodiaque, et n’ayant, comme nous l’avons déjà dit, aucun rapport avec la disposition des étoiles qu’elles renferment. Les Signes sont des divisions de 30 degrés chacune, sans aucune liaison nécessaire avec les constellations dont ils portent les noms. En vertu de la précession des équinoxes les Signes ne coïncident déjà plus avec les constellations.”

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