L'éclat des étoiles et la magnitude

Une échelle antique qui fonctionne à l'envers

Il y a plus de 2 000 ans, l'astronome grec Hipparque a classé les étoiles en six catégories. Les plus brillantes étaient « de première grandeur » et les plus faibles qu'il pouvait voir « de sixième grandeur ». Nous utilisons toujours son idée, c'est pourquoi un nombre plus grand désigne une étoile plus faible.

En 1856, l'astronome anglais Norman Pogson a donné à l'échelle une base précise. Il a défini un écart de cinq magnitudes comme un facteur d'exactement 100 en éclat. Chaque échelon vaut donc environ 2,512 fois.

Comme l'échelle devait s'étendre aux objets très brillants, elle descend aujourd'hui sous zéro. Les nombres négatifs désignent simplement des objets plus brillants que la magnitude 0.

Des exemples concrets, du plus brillant au plus faible

Le Soleil brille à une magnitude d'environ −26,7, de loin l'objet le plus brillant de notre ciel. Ne le regardez jamais directement ni avec un instrument sans filtre solaire certifié conforme à la norme ISO 12312-2 : il peut abîmer vos yeux en quelques secondes.

La pleine Lune atteint environ −12,7, et Vénus peut atteindre environ −4,6 dans ses meilleures conditions. Sirius, l'étoile la plus brillante de la nuit, est à −1,46. L'étoile Polaire n'est qu'à un modeste +2, ce qui surprend beaucoup de gens qui l'imaginent éblouissante.

Du côté des faibles éclats, l'œil nu sous un ciel très noir plafonne vers +6. Des jumelles repoussent cette limite vers +9 ou +10, et les grands télescopes vont bien plus loin.

Magnitude apparente et magnitude absolue

La magnitude apparente indique l'éclat d'un objet vu depuis la Terre. Elle dépend de deux choses : la quantité de lumière que l'objet émet et sa distance.

La magnitude absolue fait abstraction de la distance. C'est la magnitude apparente qu'aurait une étoile placée à exactement 10 parsecs, soit environ 32,6 années-lumière. Elle permet aux astronomes de comparer les étoiles équitablement.

Le Soleil illustre bien la différence. Sa magnitude apparente de −26,7 tient uniquement à sa proximité. Sa magnitude absolue est d'environ +4,8 : à 32,6 années-lumière, ce serait une étoile faible, facile à manquer. Certaines étoiles qui nous paraissent pâles sont en réalité bien plus puissantes que le Soleil, simplement beaucoup plus lointaines.

Comment la pollution lumineuse change votre limite

La lumière artificielle diffusée dans l'air fait luire le ciel, et cette lueur noie les étoiles faibles. Les astronomes appellent magnitude limite l'éclat de l'étoile la plus faible que vous pouvez voir.

Depuis un site sombre isolé, vous verrez peut-être des étoiles jusqu'à la magnitude 6 environ, soit quelques milliers d'étoiles sur tout le ciel à un instant donné. En banlieue, la limite tourne souvent autour de 4 à 5, et dans un centre-ville très éclairé elle peut tomber à 2 ou 3, ne laissant que quelques dizaines d'étoiles.

La Lune compte aussi. Une pleine Lune éclatante peut effacer les étoiles faibles même à la campagne ; les semaines de nouvelle Lune sont donc les meilleures pour observer en profondeur.

Comment juger l'éclat par vous-même

Commencez par comparer des étoiles de magnitude connue. Véga et Arcturus sont proches de 0, les étoiles de la Casserole de la Grande Ourse sont pour la plupart autour de +2, et l'étoile Polaire vers +2.

Pour estimer la limite de votre ciel, choisissez une constellation familière et cherchez-y l'étoile la plus faible que vous voyez de façon stable. Vérifiez sa magnitude dans une application de carte du ciel. En répétant l'exercice plusieurs nuits, vous verrez comment la brume, la Lune et les éclairages proches modifient votre vue.

Laissez à vos yeux 20 à 30 minutes environ dans le noir avant de juger. La vision décalée, qui consiste à regarder légèrement à côté d'une étoile faible, aide, car le bord de l'œil est plus sensible en faible lumière.

Pourquoi la magnitude compte

Toutes les cartes du ciel, prévisions de comètes et comptes rendus de météores utilisent les magnitudes. Si une prévision annonce qu'une comète pourrait atteindre la magnitude 5, vous savez désormais qu'elle devrait être visible à l'œil nu depuis un site sombre, mais sans doute pas depuis la ville.

La même échelle s'applique aux planètes, aux satellites et même à la Station spatiale internationale, qui peut approcher −6 environ à son éclat maximal. Une fois que vous connaissez quelques étoiles de référence, vous pouvez interpréter n'importe quel événement céleste et décider s'il vaut la peine de sortir.