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Année-lumière, parsec, … : tout savoir sur les unités astronomiques

L’espace est vaste, prodigieusement vaste. Une fois que les scientifiques s’attaquent au cosmos, nos mesures du quotidien n’ont donc plus lieu d’être, car elles sont trop « faibles » pour représenter correctement les tailles et les distances intra et extragalactiques. Ils ont donc dû s’adapter aux nouvelles dimensions titanesques qu’impose l’immensité de l’Univers dès le début du XXe siècle et créer des unités astronomiques facilement appréhendables par l’Homme. C’est pourquoi des grandeurs telles qu’une année-lumière, un parsec, une seconde d’arc ou encore une unité astronomique sont arrivées dans nos vies. Mais à quoi correspondent-elles exactement ? Nous vous expliquons tout sur le sujet.

L’année-lumière

Contrairement à ce que se figurent bon nombre de personnes, l’année-lumière (a.l) ne représente pas une mesure de temps. Elle définit une distance, celle parcourue par la lumière en l’espace d’un an. En outre, l’année-lumière se montre fortement utile pour situer les objets hors de notre voisinage direct puisque l’étoile la plus proche du système solaire se trouve déjà à 4,24 années-lumière. Il est difficile d’exprimer l’écart en kilomètres, voyez-vous. Ramenée à une dimension plus parlante, l’année-lumière équivaut à 9,46 mille milliards de kilomètres.

Nébuleuse du voile
La nébuleuse du voile, dont les jets déchirent le « vide » sur 2 400 années-lumière. Crédits : NASA, ESA and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

Neptune, la huitième et dernière planète du système solaire à partir de notre étoile, orbite à une distance moyenne de 4,5 milliards de km. Ainsi, les photons émis par le Soleil parviennent jusqu’à elle en 4,1 h contre huit minutes pour venir éclairer et réchauffer la Terre. D’ailleurs, ces huit minutes-lumière qui nous séparent de l’astre nucléaire correspondent à ce qu’on appelle une unité astronomique.

L’unité astronomique (UA)

L’année-lumière n’est pas appropriée pour l’estimation des distances entre les objets célestes du système solaire. C’est ici qu’entre en scène l’unité astronomique, notée UA. Cette dernière détermine l’éloignement moyen de la Terre face au Soleil qui est de 150 millions de km. Ainsi, nous nous situons à 1 UA de notre étoile, alors que Neptune (encore elle) poursuit sa course à 30,06 UA. Par ailleurs, depuis une distance d’une UA, le Soleil apparaît sous une amplitude de 30 secondes d’arc.

Terre Soleil
Crédits : egal/iStock

La seconde d’arc

La seconde d’arc (notée 1 ») est une unité d’angle correspondant à 1/3600 degré. Pour s’en faire une idée, c’est la taille apparente d’un ballon de basket observé à 50 km. Cette mesure est largement répandue en astronomie, car la plupart des objets cosmiques sont extrêmement reculés, de telle sorte qu’employer le degré ou le radian pour exprimer une envergure n’est véritablement pas précis. Par exemple, la galaxie d’Andromède (M31) possède une étendue manifeste de 150 minutes d’arc (une minute d’arc, notée 1′, se rapportant à 1/60e de degré), fabuleusement éloignée de 2 540 000 années-lumière de la Terre ou de 778 kiloparsecs (kpc).

rapporteur
Crédits : Clker-Free-Vector-Images /Pixabay

Le parsec

Le terme « parsec » peut sembler tout droit sorti d’un film de science-fiction. Et pourtant, cette unité astronomique exprimant une distance a bel et bien été inventée par les astrophysiciens. Issu de la contraction « parallaxe-seconde », le parsec (pc) fut autrefois défini comme résultant de la distance d’une unité astronomique (espacement Terre-Soleil) repérée sous un angle d’une seconde d’arc. Le schéma suivant permet d’éclaircir cette explication.

parsec
Schéma de l’ancienne définition du parsec. Crédits : Meanos/Wikimedia

Cette règle n’étant pas vraiment précise, les valeurs d’un parsec fluctuaient en permanence. C’est pourquoi en 2015, l’assemblée générale de l’Union astronomique internationale a défini définitivement la représentation du parsec. Désormais, cette mesure équivaut à 648 000/π unités astronomiques. C’est-à-dire qu’un arc de cercle de rayon π parsecs sous un angle d’une seconde d’arc voit sa longueur strictement égale à une unité astronomique (UA). De ce fait, le parsec vaut 3,26 années-lumière.

Vous savez à présent de quoi relèvent certaines dénominations issues du domaine spatial, leur définition se trouvant la plupart du temps nettement éloignée du commun de l’être humain. Pourtant, même si l’espace est incommensurable et semble se trouver au-dessus de nos têtes, pensons bien que nous en faisons partie intégrante, et ce, depuis toujours.