CHAPITRE III

23. Premières observations. — L'étude du mouvement diurne est la base de TAstronomie d'observation. Elle fournit les systèmes de coordonnées dont nous ferons usage dans la suite pour déterminer les positions des astres.

Ligne dhorizon, — Les astres apparaissent à l'observateur comme situés sur une sphère d'un rayon très grand et limitée à la partie inférieure par un grand cercle qu'on appelle la ligne d'horizon. Si l'observateur est à la surface de la terre, le plan H de l'horizon {/îg. 40) est le plan tangent à la surface des eaux tranquilles; on le désigne sous le nom d!horizon géométrique ou horizon rationnel. En général, l'observateur est en G à une distance h de la surface de la terre. Dans ce cas, la ligne d'horizon ou Y horizon apparent est l'intersection de la sphère

Fig. 40.

céleste par un cône tangent à la surface de la terre, et qui a pour sommet l'œil de Tobservateur. L'horizon dont nous nous servirons dans cette étude est Thorizon rationnel. La droite qui lui est perpendiculaire a reçu le nom de verticale. Elle perce la sphère céleste en deux points qu'on appelle jrénit et nadir.

Mouvement diurne, — Si Ton observe le ciel quelque temps avant le lever du Soleil, on voit ce dernier apparaître à l'horizon en un point qu'on nomme est ou levant. Il s'élève ensuite, et, après avoir atteint sa plus grande hauteur, redescend pour venir se coucher en un point qu'on appelle ouest ou couchant. L'observateur ayant l'est à sa droite, l'ouest à sa gauche, a devant lui le nord et derrière lui le sud (*). Les étoiles ont aussi un mouvement analogue à celui du Soleil ; elles se lèvent à l'est, montent dans le ciel suivant des courbes inclinées sur l'horizon, puis redescendent et se couchent à l'ouest.

Les mesures faites au théodolite ou au sextant montrent que leurs distances angulaires sont les mêmes à une époque quelconque de l'année et sont restées sensiblement constantes depuis le temps d'Hipparque ; les conQgurations qu'elles forment dans le ciel, ou les constellations, sont restées les mêmes.

24. Étude du mouvement diurne à Paide du théodolite et de l'horloge. -- Un théodolite et une horloge bien réglés vont nous permettre de déterminer les lois du mouvement diurne.

(1) Ce n^est là qu'une défloition provisoire des poiofs cardinaux.

I. — Une étoile décrit dans le ciel une courbe symétrique par rapport à un plan vertical déterminé. Ce plan est celui dans lequel Tétoile atteint sa cultntnalton, c*est-à'dire le point le plus haut de sa course.

Pour constater ce fait, on observe Tétoile pendant qu'elle monte dans le ciel et Ton détermine les distances zénitales et les azimuts correspondants. Puis on recommence la même série d'observations pendant que Tétoile redescend vers Thorizon, en ayant soin de déterminer les azimuts correspondant à des distances zénitales égales à celles qu'on a précédemment observées. Soient A et A' les azimuts de Tétoile qui correspondent à une même distance zénitale. L'observation montre

A+A' que la demi-somme -— ~ — est constante, c'est-à-dire qu'à des

azimuts égaux de part et d'autre d'un plan fixe, répondent des distances zénitales égales. La courbe diurne de l'étoile est donc symétrique par rapport à ce plan ; et c'est dans ce plan qu'elle atteint sa plus grande hauteur au-dessus de l'horizon ou sa culmination.

Si Ton a déterminé en outre les temps où l'étoile a atteint des distances zénitales égales et des azimuts égaux de part et d'autre du plan de culmination, on constate que :

II. — Une étoile emploie le même temps à passer d'un vertical dans lequel elle a une certaine distance zénitale au plan de culmination, et à passer du plan de culmination au vertical symétrique dans lequel elle reprend la même distance zénitale.

III. — Le plan de culmination est le même pour toutes les étoiles.

On le nomme plan méridien du lieu, parce que c'est dans

ce plan que se trouve le centre du Soleil quand il est midi au lieu d'observation.

La trace du méridien sur le plan de Thorizon s'appelle la méridienne du lieu. La perpendiculaire à la méridienne détermine Test et Touest, la méridienne elle-même le sud et le nord.

Tracé ctwm méridienne au moyen du gnomon. — Le jour du solstice d'été» od to Soleil se meut comme une étoile, on

effectue les opérations suivantes : un pieu vertical étant enfiNicé dans le sol, on traot aLutour de sa base des circonférences concentriques {/îç. 4i) : on joint par des cordes les ombres de l'extrémité supérieure du bâton marquées en A, B, C, C, B', A'... au moment où elles se forment sur les circonférences. La perpendiculaire OM à ces cordes est la méridienne.