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Quand le soleil se lève-t-il… vraiment?

Astronomie : Quand le soleil se lève-t-il… vraiment?

C'est étrange mais vrai. Nous ne comprenons peut-être pas parfaitement l’une des métriques les plus simples en astronomie d’observation: à quelle heure le soleil se lève-t-il vraiment?

C'est quelque chose de tellement fondamental que nous n'y pensons que très rarement. Chaque matin, le lever du soleil nous parcourt à partir de l’est jusqu’à (si vous êtes sur l’équateur) à plus de 1 000 km / h (1 600 km / h), et le fera pendant des dizaines de milliers de matinées tout au long de notre vie. S'il y a une chose sur laquelle vous pouvez compter, c'est le lever du soleil.

Maintenant, une analyse de Michigan Tech effectuée par Teresa Wilson, de l’Observatoire américain de la marine, suggère que les méthodes traditionnelles et les almanachs peuvent retarder de 5 minutes le lever et le coucher du soleil indiqués. Wilson a annoncé les résultats de cette étude fascinante lors de la réunion de la American Astronomical Society à Seattle, le 8 janvier.

Le problème est celui de la réfraction. Si nous vivions sur un mot sans air, le moment calculé et observé du lever du soleil serait facile… mais en tant que mammifères respirant, nous aurions d'autres problèmes à affronter. L'air plie la lumière, ce qui signifie que le soleil est légèrement décalé par rapport à sa position réelle à l'horizon en raison de l'atmosphère. Avec la Lune, le Soleil est l’un des rares objets célestes qui soit assez grand et suffisamment proche pour apparaître comme plus qu’un point de lumière à l’œil nu. De plus, comme pour la Lune, le diamètre apparent du Soleil est d'environ un demi-degré, ce qui signifie que vous pouvez aligner l'horizon local avec 720 Suns de bout en bout ou 180 Suns de l'horizon au zénith. Cette taille change également très légèrement du périhélie de janvier à l’aphélie de juillet, car le soleil semble se développer puis se contracter d’une valeur de 31, 6 31 à 32, 7 minutes d’arc.

La plupart des calculs supposent l'heure locale du lever et du coucher du soleil, comme lorsque le centre du disque de Sun efface l'horizon. Bien entendu, votre horizon actuel est probablement encombré d'objets de premier plan que le soleil doit effacer, à moins que vous n'habitiez sur une montagne isolée ou que vous ayez la chance d'observer le lever et le coucher du soleil depuis la plage.

La plupart des calculs standard de sunrise supposent un angle de réfraction de 34 minutes d'arc, soit un peu plus grand que le diamètre apparent du soleil. Wilson note dans l’étude que cette valeur est citée dès 1865 et que son utilisation remonte peut-être à Isaac Newton, le maître de l’optique du XVIIe siècle. Cependant, cette valeur est approximative et ne tient pas compte des conditions météorologiques locales. L'air se comporte très différemment, par exemple, un matin encore calme de janvier sur les Grands Lacs par rapport à un matin de juillet chaud et poussiéreux au large de la côte ouest de l'Afrique. Cependant, le simple fait d'utiliser une valeur standard suppose que les conditions réelles sur ces sites très différents sont identiques.

L'étude de Wilson a examiné des enregistrements historiques de 514 couchers de soleil et de 251 levers de soleil provenant de 30 emplacements géographiques distincts. La plupart d'entre eux (environ 600) ont fourni des données météorologiques pour le site, que Wilson a ensuite intégrées à trois modèles de réfraction distincts.

Wilson a constaté que même si le lever et le coucher du soleil variaient selon la saison, les prévisions hivernales avaient tendance à être tardives, tandis que les prévisions estivales étaient précoces. Regarder le lever du soleil au-dessus de l’eau semblait amplifier l’effet, bien que la prise en compte de l’altitude de l’observateur atténue cet écart.

Lever de soleil sur Jimena de la Frontera, en Espagne. Dave Dickinson

De plus, la modélisation de l’effet complexe du temps dans la troposphère n’a pas fait disparaître la différence. Wilson a découvert qu'en utilisant la norme actuelle de 34, nous ne pouvons pas prédire l'heure du lever du soleil à moins de 2 minutes.

En quoi est-ce important? Wilson note qu'une minute d'erreur de mesure du lever du soleil en mer à l'aide de la navigation céleste peut entraîner jusqu'à 15 milles marins d'erreur. Ceci est crucial, alors que la marine américaine a repris l'enseignement de la navigation céleste à l'ancienne au sein d'une école de cadets, dans l'éventualité d'une cyberattaque aveuglant la capacité du GPS. De plus, pour le moment, notre temps est passé à l'astronomie, même si des appels ont été lancés pour que l'on s'éloigne de cette norme et abolisse la suppression et l'insertion de secondes intercalaires à partir de 2023. Je pense que l'histoire vraiment fascinante ici, cependant, est le fait que la science entourant cette facette fondamentale de l'astronomie est une chose que tout le monde aurait pu faire s'il avait pensé le faire.

La solution? Les prévisions intelligentes peuvent peut-être permettre de prendre en compte les conditions atmosphériques locales, offrant ainsi aux observateurs une meilleure prévision du lever et du coucher du soleil.

… Et le soleil continuera à se lever et à se coucher tous les jours.

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