Dans la srie les constellations 1 Orion Astronomie

Dans la série les constellations 1

Orion Astronomie Et Histoire Patrice Janvier 2009 d’après un précédent exposé de Frédéric en Janvier 2006 2

Orion, Le grand chasseur 3

la constellation d’Orion - Présentation - Localisation - Caractéristiques - Images - Histoire 4

Le ciel d’hiver l l l Le ciel d’hiver est remarquable par son grand nombre d’étoiles brillantes. On retrouve Bételgeuse et Rigel dans la constellation d’Orion, Aldébaran dans le Taureau, Capella dans le Cocher, Castor et Pollux dans les Gémeaux, Procyon dans le Petit Chien et, finalement, Sirius dans le Grand Chien, la plus brillante de toutes. Elles agissent comme des phares, ou encore des points de repère, qui facilitent la localisation de l’ensemble des constellations du ciel hivernal. L’hiver est une excellente occasion pour ceux et celles qui désirent apprendre leurs constellations, vu le nombre d’étoiles brillantes et leur répartition. Celles-ci permettent de lier les constellations en traçant des lignes imaginaires entre elles. Pour débuter votre exploration, je vous suggère de repérer, au départ, la constellation d’Orion. Cette dernière vous servira de guide pour localiser les autres. Au centre de la constellation se trouvent trois étoiles rapprochées de même brillance. Celles-ci portent différents noms : la ceinture d’Orion, le baudrier d’Orion, les Rois Mages, etc. Prolongez la ligne imaginaire formée par ces trois étoiles en direction N-O et vous trouverez Albédaran (α Tau), une géante rouge, entourée de l’amas des Hyades. Si vous répétez le même exercice mais en direction opposée, soit le S-E, vous trouverez cette fois-ci Sirius (α CMa), une étoile blanche. Elle se démarque par son éclat mais aussi par sa proximité car elle se trouve à seulement 8, 6 a-l de la Terre, ce qui la place en septième position des étoiles plus rapprochées. De retour à Orion, imaginons maintenant une ligne reliant Bételgeuse (α Ori) et Rigel (β Ori) et prolongeons-là en direction N-E. Nous arrivons dans la constellation zodiacale des Gémeaux. En localisant Castor (α Gem) et Pollux (β Gem), on peut trouver les autres étoiles formant la constellation. 5

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Balade autour d’Orion l l Située entre les Gémeaux et le Grand Chien, Procyon (α CMi) comble un vide en étoiles brillantes dans cette portion du ciel. La constellation du Petit Chien contient peu d’étoiles, ce qui la rend plus facile à observer. Maintenant, relions Procyon, Sirius et Bételgeuse. Voilà le triangle d’hiver, penchant hivernal du triangle d’été. Cette figure facile à identifier restera longtemps au-dessus de l’horizon durant l’hiver, ce qui donnera en permanence un repère facile à localiser si on ne se souvient plus du tracé des constellations, d’une observation à l’autre. Si on retourne à Aldébaran, le Taureau est relié avec sa constellation voisine, le Cocher. Il est donc possible de bien identifier cette constellation à partir du Taureau et de trouver l’étoile la plus brillante du Cocher, soit Capella (α Aur). Les constellations décrites ci-dessus représentent les « vedettes » du ciel d’hiver. Évidemment, il en existe bien d’autres mais elles sont peu observées à cause du manque d’étoiles brillantes en leur sein. Parmi celles-ci, plusieurs constituent de véritables défis pour l’oeil nu. Combien d’entre vous ont réussi à observer toutes les étoiles de l’Éridan jusqu’à l’horizon ? Ou encore, qui a observé la Licorne, le Lièvre ou la Colombe ? De plus, les mois d’hiver offrent l’opportunité d’observer une constellation circumpolaire très méconnue, la Girafe ; ses étoiles sont plutôt faibles et occupent l’espace compris entre la Grande Ourse et Cassiopée. 7

Quand le froid vient ! l l Quand l’hiver et le froid arrivent, que les nuits s’allongent, le ciel nous ramène cette merveille. Ses étoiles sont brillantes. En fait c’est la constellation la plus brillante du ciel. Deux de ses étoiles sont de première magnitude et cinq sont de seconde magnitude. Non seulement ses étoiles sont brillantes, elles sont jeunes. On y retrouve un nombre élevé d’étoiles de type O. Parmi les étoiles familières dans la forme de sablier de la constellation, seulement Bételgeuse ne fait pas partie de ce groupe d’étoiles massives et jeunes de type O ou B. Ce groupe d’étoiles se nomme Orion OB 1; c’est une association d’étoiles sur une très grande région du ciel et leur particularité est qu’elles sont groupées mais sont en train de s’éloigner l’une de l’autre sous l’effet d’explosions violentes de compagnes massives : certaines étoiles sont littéralement éjectées du groupe. Un petit rappel : les étoiles sont classifiées selon leur spectre et sont ainsi classées : OBAFGKM. Les étoiles de type O sont les plus chaudes et les plus jeunes. Celles du type M sont froides et leur spectre est d’une grande complexité dû au mélange de molécules qui s’y retrouve. Étant âgées et froides, toutes sortes de molécules peuvent survivre dans cet environnement. 8

Forme de la constellation 9

Etoiles l Bételgeuse est une étoile peu commune. C’est une super géante rouge. Moins d’une étoile sur un million est de ce type. Rigel est aussi une super géante, l’une des étoiles plus brillantes du ciel, de magnitude 0. 12. Les deux étoiles font un beau contraste, Rigel de couleur bleue et Bételgeuse de couleur rouge. Rigel est une étoile mourante; probablement en train de fusionner l’hélium en carbone et oxygène. Rigel est double et c’est un défi de la séparer au télescope, la deuxième étant beaucoup plus faible visuellement. Si on part de la gauche au niveau de la ceinture d’Orion on retrouve les étoiles Alnitak, Alnilam et Mintaka. Parmi les étoiles brillantes du ciel, celles allant de première à troisième magnitude, Mintaka est l’étoile la plus près de l’équateur céleste, seulement à un quart de degré vers le sud. L’étoile se lève presque exactement vers l’est et se couche vers l’ouest. C’est une étoile multiple et on peut voir l’une des étoiles en orbite avec un petit télescope. 10

Etoiles suite l l Il y a beaucoup d’étoiles multiples dans la constellation et parmi celles-ci il y en a une spéciale : il s’agit de Sigma Orionis. On retrouve cinq étoiles orbitant l’une l’autre. Les deux plus brillantes sont de magnitude 4. 2 et 5. 1 respectivement et sont distantes de 0. 25 secondes d’arc. Les suivantes en brillance sont de magnitude 6. 62 et 6. 65. La cinquième est plus faible, de neuvième magnitude. On retrouve Sigma Orionis juste en dessous d’Alnitak, un peu à droite; elle est facilement repérable; c’est l’étoile la plus brillante entre l’épée et Alnitak. Il existe dans Orion une des étoiles à carbone les plus brillantes du ciel. Les étoiles a carbone sont réellement rouges, mais le plus souvent elles sont si petites qu’elles ne paraissent pas rouges à l’oeil et c’est avec le télescope que leur couleur splendide se révèle. Cette étoile, W Orionis, se trouve à droite de Mintaka dans un champ d’étoile riche; elle est donc un peu difficile à localiser. Ses coordonnées sont 5 h 05 min 23 sec en ascension droite et 1 deg 10 min 39 sec pour sa déclinaison. Elle est de magnitude 6. 17. En terminant, petite note : La tête de notre héros Orion se situe au niveau de l’étoile Meissa, dont la gloire est d’être l’une des plus petites étoiles du ciel ayant son propre nom. 11

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Connue ? l l S’il y a bien une constellation connue, autant par les débutants que les plus expérimentés, c’est bien la constellation d’Orion. Ce majestueux chasseur occupe une grande place dans le ciel hivernal et beaucoup la considèrent comme la plus belle constellation de la voûte céleste. Les sept principales étoiles la formant brillent d’un bon éclat, ce qui la rend très facile à repérer dans le ciel. Occupant une superficie de 594° carrés, Orion est un remarquable guide pour trouver ses constellations voisines. De plus, une des composantes d’Orion, Mintaka (δ Ori), se situe tout près de l’équateur céleste, ce qui permet de le retrouver dans le ciel d'hiver facilement. Cinq constellations entourent Orion. Le Taureau occupe la portion nord-ouest. Au sud-ouest se trouve l’Éridan, de même que les Gémeaux au nord-est. La Licorne occupe toute la partie orientale d’Orion et le Lièvre toute la partie méridionale. L’écliptique passe tout près des limites nord d’Orion, ce qui signifie que le Soleil, la Lune et les planètes peuvent faire un court séjour dans Orion, surtout si l’inclinaison de ces dernières sur l’écliptique est plus prononcée. Dans l’histoire de l’astronomie, et encore de nos jours, les étoiles et autres objets du ciel profond d’Orion firent l’objet de recherches qui aidèrent les astronomes à mieux comprendre certains phénomènes. En premier lieu, nous pouvons mentionner Bételgeuse. Cette étoile est une super-géante rouge d’une taille impressionnante. Le diamètre de Bételgeuse subit des variations importantes, ce qui l’amène à fluctuer entre 550 et 900 diamètres solaires. Récemment, l’interféromètre du VLT, au Chili, permit de mesurer directement le diamètre de cette étoile et d'en déterminer sa forme précise. Bételgeuse figure parmi les meilleurs exemples d’étoile en fin de parcours. En second lieu, mentionnons la très célèbre Grande Nébuleuse d’Orion, aussi notée M 42. 13

La célèbre nébuleuse l l l La nébuleuse d'Orion fut découverte en 1610 par Nicolas Claude Fabri de Peiresc qui fut apparemment le premier à remarquer son aspect nébuleux bien que Ptolémée, Tycho Brahe et Johann Bayer identifiaient les étoiles de son centre comme une seule grosse étoile et Galilée avait détecté un certain nombre de petites étoiles lorsqu'il observa cette région avec sa lunette astronomique peu de temps auparavant. Cette nébuleuse se trouve seulement à 1600 a-l de la Terre, ce qui en fait une des plus proches nébuleuses. A l’intérieur de celle-ci, on observe comment les étoiles se forment. Les étoiles composant le Trapèze sont issues de cette nébuleuse. M 42 est le prototype de la nébuleuse à émission ; elle tire sa luminosité de l’excitation de la matière par le rayonnement U-V des étoiles incrustées à l’intérieur de M 42. La Grande Nébuleuse d’Orion est véritablement une pouponnière d’étoiles. Elle abrite en son sein une énorme bulle de gaz très ténu, d'une température de 2 millions de degrés. C'est ce qu'a découvert une équipe internationale menée par des chercheurs suisses et du Laboratoire d'Astrophysique de Grenoble (CNRS/Université Joseph. Fourier, Observatoire de Sciences de l'Univers de Grenoble) grâce au satellite européen XMM-Newton. Cette température est tellement élevée que le gaz émet non pas dans le domaine visible, mais dans celui des rayons X, domaine d'investigation du satellite XMM, lancé par l'Agence Spatiale Européenne en 1999. Terminons sur une découverte plus récente. Il y a quelques années, on découvrit près de M 42 une dizaine d’astres peu lumineux, associés à un type d’étoiles nommé naine brune. Les naines brunes seraient des objets dont le diamètre se situe entre celui de Jupiter et du Soleil. Elles consisteraient en des étoiles ratées qui émettent peu ou pas de lumière. La surprise a été d’en découvrir un aussi grand nombre dans un espace aussi restreint. Une histoire à suivre… 14

Les autres l l En troisième lieu, la nébuleuse dite Tête de Cheval, située tout près d’Alnitak (ζ Ori). Souvent illustrée dans les livres d’astronomie, c’est une nébuleuse obscure se profilant devant une nébuleuse diffuse (cette dernière portant le numéro 2024 du catalogue NGC, tandis que la nébuleuse obscure porte le sigle B 33 du catalogue de nébuleuses obscures d’Edward Barnard). On découvrit il y a quelque temps que ce complexe est le même que celui de M 42. Cela montre bien la taille gigantesque qu’occupe ce grand ensemble de nébuleuses. Autre point d’intérêt dans Orion, la boucle de Barnard, une faible nébulosité de forme elliptique et de 14° x 10° en taille. La nature exacte de cette boucle reste imprécise aujourd’hui mais on pense qu’il s’agit d’un rémanent de supernova mis en évidence par la pression de rayonnement des étoiles de la Ceinture d’Orion (Alnitak, Alnilam et Mintaka), de même que les étoiles de l’Épée d’Orion (étoiles près de M 42). En lien avec M 42 et la boucle de Barnard, Hubert Reeves a déjà mentionné que la constellation d’Orion est intéressante par le fait que la vie (M 42) et la mort (Boucle de Barnard) des étoiles se côtoient de façon grandiose dans une portion restreinte du ciel. 15

Caractéristiques Nom Traduction Abréviation Etendue (degrés carrés) Ascension Droite (2000. 0) Déclinaison (2000. 0) Culmination au méridien Sud Orion Le chasseur Ori 594 4 h 40 m à 6 h 20 m +23°N à - 9° 30' S 13 décembre 16

Orion en chiffres Plus de 200 étoiles visibles à l'oeil nu 7 étoiles variables 49 étoiles doubles 23 nébuleuses d'émission dont M 42, M 78, IC 434 3 nébuleuses de réflexion dont NGC 2064 et NGC 2068 4 nébuleuses obscures dont B 33 et B 35 2 nébuleuses planétaires, NGC 2022 et PK 190 -17. 1 1 résidu multiple de supernovae, la Boucle de Barnard 20 amas ouverts dont NGC 1981 et NGC 2301 30 galaxies pâles de magnitude >12 2 essaims de météores, les Orionides et Chi Orionides 17

Orion, le Grand Chasseur Quelques représentations 18

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Orion, le Grand Chasseur 22

Orion, le Grand Chasseur 23 Représentation datant de

Bulle ? Et si la ceinture d'Orion était entourée d'une bulle ? Bien que luisant comme une nébuleuse par émission, l'origine de la bulle, connue sous le nom de Boucle de Barnard, demeure inconnue. Des hypothèses font appel aux vents des étoiles brillantes d'Orion et aux supernovae d'étoiles défuntes. La Boucle de Barnard est trop faible pour être visible à l'oeil nu. La nébuleuse a été découverte seulement en 1895 par E. E. Barnard sur des photos à longs temps de pose. 24

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Le Nord est à gauche. Objectif: Nikkor 300 mm ED telephoto F/ 2. 8 Pose : composite de 2 x 30 minutes Film: Gaz-Hypersensibilisé Fujicolor Super HG 400 color negative Filtre: sans L'étoile la plus brillante de la photo en haut à gauche de magnitude 1. 8 est Alnilam, milieu des trois étoiles de la ceinture d'Orion. À gauche c’est la flamme, ou le chou- fleur NGC 2024, et à sa droite la sombre Nébuleuse B 33, dite nébuleuse tête de cheval. Sur le côté droit de la photo la belle nébuleuse d'Orion, M 42 éclate de lumière! À la 26 gauche de la M 42 est un mélange de bleu des nébuleuses NGC 1973 1974 et 1975, qui brille par la lumière réfléchie des étoiles proches.

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M 42 (NGC 1976) et M 43 (NGC 1982) 28

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NGC 1977 30

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M 78 32

NGC 2024 « le chou-fleur » 33

IC 434 « la tête de cheval » Juste à droite de la plus basse des étoiles de la Ceinture d'Orion se trouve une faible indentation dans la nébuleuse par émission, qui, à plus fort grossissement, se révèle être la Nébuleuse de la Tête de Cheval. 34

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Histoire l Qui est-il ? certains le disent fils d'un paysan qui logea les Dieux Zeus, Poséidon et Hermès. Ceux –ci pour le remercier de son accueil, lui auraient donner ce fils… 37

Orion, le Grand Chasseur 38

Un chasseur géant ! l Orion est un chasseur géant de la mythologie grecque, réputé pour sa beauté et sa violence. En dépit de ses remarquables prouesses, c'est un héros à la destinée mythologique modeste. Aucune grande œuvre ne lui a été consacrée dans l'antiquité. l Sa légende comporte trois principaux épisodes : une naissance insolite ; la cécité du géant ; la mise à mort d'Orion et sa transformation en constellation. Ils ne sont pour ainsi dire jamais réunis dans la même œuvre. l Délaissée par la littérature depuis l'antiquité, la figure d'Orion a longtemps dû sa célébrité relative à un tableau de Nicolas Poussin. 39

Naissance du géant l Hyriée, le fondateur de la cité d'Hyria, en Béotie, n'avait jamais rencontré une femme mais souhaitait néanmoins avoir un héritier. l Un jour, Zeus, Hermès et Poséidon lui rendirent visite dans son palais. Pour eux, Hyriée sacrifia le plus beau bœuf de son troupeau. l Plus tard, il leur demanda comment il pouvait faire pour avoir un descendant sans qu'il soit obligé de se marier. Pour cela, Zeus lui fit apporter la peau du bœuf qu'Hyriée leur avait sacrifié et il lui demanda d'uriner dessus. Alors Hyriée s'exécuta. Puis les trois dieux enterrèrent la peau dans le jardin du palais et prirent congé. l Neuf mois plus tard, à l'endroit où la peau avait été enterrée parut un garçon auquel Hyriée donna le nom d'Orion. Celui-ci viendrait du grec « ouria » : urine. Lorsqu'il eut atteint l'âge adulte, il était si grand qu'il pouvait marcher au fond de la mer tout en gardant la tête et les épaules hors de l'eau. 40

Aveugle … l C'est ainsi qu'il gagna l'île de Chios. Accueilli à la cour d'Œnopion qui régnait sur Chios, Orion tomba amoureux de Mérope, la fille du roi. Œnopion voulait se débarrasser de ce prétendant encombrant. Il décida donc de promettre la main de sa fille à Orion, à condition que celui-ci débarrassât Chios de tous les fauves qui s'attaquaient aux hommes et aux troupeaux ! Le roi était persuadé que celui-ci n'y parviendrait pas. Mais Orion qui était un excellent chasseur n'eut aucun mal à remplir ladite condition. Lorsqu'il revint demander la main de Mérope, Œnopion renia ses promesses, l'amoureux se fâcha et saccagea le palais. Celui-ci fut ligoté tant bien que mal par l'armée lancée par le roi. l Pour le punir, Œnopion l'aveugla et l'abandonna sur le rivage. Orion marcha alors droit devant lui à travers la mer jusqu'à l'île de Lemnos et fut attiré par les forges d'Héphaistos qui accepta de lui prêter Cédalion, son assistant. Le géant guidé par l'enfant rentra dans la mer et marcha vers l'est face au soleil. C'est le sujet d'un tableau de Nicolas Poussin (1658) aussi célèbre qu'énigmatique. Un oracle annonça que l'aveugle retrouverait la vue s'il se rendait à l'est et tournait ses yeux en direction d'Hélios à l'endroit où il se lève de l'Océan. Il mit Cédalion sur ses épaules afin qu'il le dirige vers l´Est. Cédalion guida Orion sur mer et sur terre jusqu'à ce qu'il fût parvenu enfin à l'Océan lointain; là, Eos , l´Aurore s'éprit de lui et son frère Hélios lui rendit la vue. 41

Mort d'Orion et catastérisme l Orion retourna à l'île de Chios pour se venger d'Œnopion, mais Artémis lui demanda d'oublier sa vengeance et lui proposa de chasser avec elle. Mais le frère d'Artémis, Apollon, qui avait quelques craintes pour sa sœur, envoya un monstrueux scorpion à sa poursuite. Orion tenta de le combattre mais il n'y parvint pas. Pour échapper au monstre, il s'enfonça dans la mer qui formait une barricade naturelle. Alors Apollon désigna le géant et dit à Artémis de le tuer, le faisant passer pour un méchant. Comme le géant était trop loin, Artémis ne put le reconnaître et lui lança donc une flèche. Elle alla à la nage récupérer le cadavre, mais lorsqu'elle s'aperçut que c'était Orion, elle plaça son image parmi les étoiles en compagnie de son chien, Sirius. On donne à cet épisode le nom de catastérisme*. l C'est pour cela que les constellations de Orion et du Grand Chien (qui compte l'étoile Sirius, l'astre le plus brillant du ciel en dehors des éléments du système solaire) sont proches l'une de l'autre, et que le Scorpion fut placé de l'autre côté sur la voûte céleste, le héros et le monstre se poursuivant sans cesse sans jamais se rattraper… Les Catastérismes, titre d'un ouvrage d'Ératosthène, savant d'Alexandrie, où il expliquait les figures des constellations et les fables des étoiles. 42

Autre mort ! l l Une autre version de la mort d'Orion existe : fort de ses talents exceptionnels de chasseur, Orion ne cessait de se vanter de ses prouesses. Cette arrogance déplut fortement à Héra qui, pour donner une leçon d'humilité à Orion, commanda à un scorpion de s'embusquer en attendant le passage du chasseur. Dissimulé par les feuillages, le scorpion patienta et le moment venu il piqua Orion qui mourut foudroyé par le venin de ce petit animal, lui qui avait terrassé les bêtes les plus féroces. Il fut transformé en constellation, mais Héra n'oublia pas de porter également au ciel le scorpion qui l'avait si loyalement servie pour que le combat continue. Mais Zeus intervint et fit en sorte qu'Orion et le Scorpion ne puissent jamais s'atteindre, c'est pour cela que lorsque Orion se lève à l'horizon Est, le Scorpion se couche à l'horizon Ouest. Une autre encore raconte qu'Orion et Artémis avaient l'habitude de chasser ensemble. Un jour, Orion, qui était amoureux de la déesse, essaya de l'embrasser. Artémis, indignée, fit apparaître un scorpion et lui ordonna de piquer le géant. En le voyant mourir, Artémis, émue, transforma Orion en constellation, et réserva le même sort au scorpion qui l'avait fidèlement servie. 43

FIN Voilà qui termine cette présentation d’une des constellations les plus connues d’hiver. Sources : exposé de Frédéric, l’Observateur, Wikipédia et pleins d’autres sur Internet. 44