Le mouvement apparent des planètes

Pendant la plus grande partie de son histoire, de l’antiquité jusqu’au XIXe siècle, l’astronomie a été
Notre système est dominé de tous les points de vue par le Soleil qui peut être considéré comme son centre. Cette étoile est accompagnée d’un cortège de huit planètes : Mercure, Vénus, la Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune. Avant le XVIIIe siècle, seules cinq d’entre elles étaient connues : limitée à l’étude du mouvement apparent des planètes dans le ciel. Avant d’aborder cette histoire, il n’est donc pas inutile de rappeler quelques notions sur les mouvements qui animent les corps du système solaire.
Mercure, Vénus, Mars, Jupiter et Saturne – la Terre n’étant pas reconnue comme une planète.

Révolution et rotation

Chaque planète tourne autour du Soleil, dans un mouvement appelé la révolution. Dans le cas de la Terre, c’est la période de ce mouvement, c’est-à-dire la durée d’un tour complet, qui définit une année.

A la révolution autour du Soleil s’ajoute la rotation de chaque planète sur elle-même. La période de cette rotation sur Terre - 24 heures – définit la longueur d’un jour.  Le principal mouvement apparent des astres dans le ciel est dû à cette rotation de la Terre sur elle-même et nous donne l’impression que le Soleil tourne autour de la Terre pendant la journée et que la voûte étoilée tourne au cours de la nuit.

Rotation

La rotation apparente de la voûte céleste au-dessus de l’observatoire Gemini Sud. Cette superposition d’images prises sur une période de 4 heures et demie fait clairement apparaître l’effet de la rotation terrestre. Crédit : Gemini Observatory/AURA

Les mouvements apparents

Supposons maintenant que l’on gèle le mouvement de rotation de la Terre. C’est alors la révolution des planètes autour du Soleil qui provoque des déplacements apparents. En effet, si les planètes se déplacent par rapport au Soleil, leur position dans notre ciel va légèrement changer au cours du temps, une dérive observable grâce au fond fixe constitué par les étoiles. Celles-ci apparaissent fixes car elles se trouvent à des distances énormes et leurs mouvements sont indétectables.

Ainsi, par exemple, la position apparente de la planète Mars par rapport au fond étoilé change petit à petit et la planète semble légèrement dériver vers l’est. Le cas de Mercure et de Vénus est encore plus compliqué car les orbites de ces planètes sont à l’intérieur de celle de la Terre. Les deux astres ne peuvent donc pas se trouver dans n’importe quelle direction du ciel, mais restent confinés au voisinage du Soleil et semblent osciller lentement autour de lui.

Le mouvement rétrograde

La situation générale est rendue plus complexe par le fait que la Terre tourne également autour du Soleil. Ceci donne naissance à un phénomène appelé le mouvement rétrograde des planètes. Pour le comprendre, faites l’expérience suivante. Levez un doigt devant vous et bougez le lentement vers la gauche. Déplacez alors rapidement votre tête dans le même sens. Par un effet de projection, votre doigt semble se déplacer vers la droite.

Le mouvement rétrograde de Mars. Le bas de l’animation montre le déplacement de Mars et de la Terre sur leurs orbites. Le haut de l’animation montre le changement de position apparent de Mars dans notre ciel. Crédit : NASA

C’est le même phénomène qui explique le mouvement rétrograde de Mars. La plupart du temps, cette planète se déplace vers l’est dans le ciel du fait de son mouvement de révolution. Cependant, lorsque la Terre passe entre elle et le Soleil. Le déplacement plus rapide de notre planète crée un effet de projection qui nous donne l’impression que la planète rouge se déplace dans l’autre sens, vers l’ouest. Ceci continue jusqu’à ce que la Terre s’éloigne et que Mars reprenne son cheminement normal.

Comme nous le verrons plus tard, le mouvement rétrograde des planètes a été historiquement le plus grand casse-tête des astronomes.