D’une étoile à l’autre

Par Robert D. Bixler et J. Joy James

Traduction par Élyane Picard

Sortez ce télescope de la classe, tout de suite! Pourquoi cette carte du ciel est-elle entre les mains de vos élèves? Récupérez-la pour plus tard. Ouf, il s’en est fallu de peu! Vous avez presque raté une belle occasion de permettre à vos élèves d’apprécier le ciel étoilé d’une manière simple et agréable. Apprendre à regarder le ciel, c’est comme apprendre à se repérer dans un nouveau quartier. Quand une personne déménage dans un nouvel endroit, elle situe vite sa maison, l’épicerie et le trajet pour se rendre à son travail. C’est tout. De même, cet article dévoilera les chemins les plus élémentaires du ciel étoilé. Ces connaissances viendront renforcer, chez vous comme chez vos élèves, la compréhension de l’espace, l’aisance en milieu naturel, la capacité d’observation, la conscience des variations saisonnières et la connaissance de la culture humaine. Vos élèves étudieront l’autoroute céleste, appelée l’écliptique, et quelques endroits importants dans le ciel d’hiver et d’été. Vous n’aurez pas besoin d’un télescope ou d’une carte du ciel. Les élèves pourront s’y intéresser plus tard, lorsqu’ils auront maîtrisé les connaissances de base en astronomie.

Choisir la simplicité, du moins au début

Les télescopes et même les cartes du ciel, que certains appellent planisphères, ne sont pas un bon point de départ pour l’étude du ciel étoilé. L’idée qu’on doive se trouver dans la nature pour profiter de l’astronomie est un autre mythe tenace.

Tout d’abord, vos élèves apprendront deux constellations faciles à repérer qui les guideront vers des étoiles et des constellations moins apparentes. D’une étoile à l’autre, vos astronomes en herbe trouveront l’écliptique, cette grande autoroute dans le ciel que vous pourrez suivre à travers les saisons pour trouver les 12 constellations du zodiaque. L’écliptique pourra aussi vous aider à confirmer si vous voyez une planète ou non. L’incroyable ciel étoilé, avec ses milliers d’étoiles visibles à l’œil nu, est sur le point de devenir beaucoup plus simple.

Pourquoi compliquer autant les choses?

Nous ignorons pourquoi les astronomes aiment rendre l’astronomie si difficile à apprécier pour les débutants. Ouvrez un livre ou une page web sur l’astronomie et vous serez immédiatement submergés de termes comme objets de Messier, écliptique, galaxie, nébuleuse, magnitude apparente, azimut, Schmidt-Cassegrain, amas globulaire, conjonction, opposition, etc. De plus, on entend souvent les astronomes se plaindre de la pollution lumineuse, ce qui laisse croire aux débutants qu’ils doivent aller dans un parc national éloigné de la ville pour pouvoir apprécier le ciel étoilé. Si les astronomes dramatisent souvent la présence de pollution lumineuse, c’est parce qu’ils désirent observer des étoiles peu brillantes et difficiles à voir dans le ciel. Mais on peut aussi observer le ciel en ville. Il existe d’ailleurs au moins deux livres complets sur l’astronomie urbaine^{1, 2}.

Il y a aussi cette idée que le télescope est nécessaire pour étudier l’astronomie. Au contraire : vous devez avant tout vous familiariser avec le ciel étoilé avant de pouvoir utiliser un télescope intelligemment. Bien sûr, les télescopes modernes et les applications de téléphones intelligents peuvent trouver les constellations à votre place. Mais à quoi bon, où est le plaisir de les découvrir soi-même, par raisonnement? Qu’y a-t-il d’éducatif là-dedans? Dans l’initiation à l’astronomie, le télescope devrait être l’une des dernières étapes.

Trouver le temps et l’endroit pour observer les étoiles

La première étape consiste à trouver un endroit dans les environs d’où on voit assez bien les étoiles. Cet endroit doit être facile d’accès pour pouvoir y retourner régulièrement, aux moments opportuns. Si vous trouvez un endroit offrant seulement une belle vue du ciel au sud à cause des arbres ou des bâtiments, cherchez un deuxième emplacement pour observer la partie nord. Peut-être aurez-vous même l’occasion de faire une sortie scolaire dans un observatoire.

Et maintenant, voici le grand secret pour un apprentissage réussi. Les astronomes attachent énormément d’importance à la noirceur du ciel, libre de pollution lumineuse. Toutefois, la tâche la plus importante pour les débutants est, en fait, de rester dehors dans l’obscurité assez longtemps pour que la pupille s’ouvre complètement, se dilate. Cette étape nécessite de 15 à 30 minutes, et c’est alors que toutes les étoiles importantes que vos élèves doivent connaître en premier seront visibles, même dans certaines zones de pollution lumineuse. En fait, une petite quantité de pollution lumineuse peut même être bénéfique, car les étoiles les moins brillantes ne seront pas visibles et le ciel semblera donc plus simple. Voilà pourquoi on parle de temps : il faut laisser le temps à vos yeux de s’ajuster à la noirceur pour profiter du ciel étoilé.

Il existe tout de même des stratégies pour diminuer les effets de la pollution lumineuse. L’une de ces stratégies consiste évidemment à éviter de regarder vers les sources de lumière. On va plutôt chercher une zone à l’ombre des bâtiments de l’école ou de la végétation. Une arrière-cour, un toit d’immeuble, une réserve naturelle, un belvédère le long de l’autoroute ou tout endroit sans électricité constituent autant de points d’observation potentiels.

Une fois le point d’observation trouvé et vos yeux ajustés à la noirceur, vous êtes prêts à commencer l’étude du ciel nocturne. En 1907, un astronome amateur nommé Eliot C. Clarke a proposé, dans son livre Astronomy from a Dipper ³, la méthode d’apprentissage que nous utilisons à présent. Cette méthode a été rapidement oubliée jusqu’à tout récemment. Elle consiste à repérer des constellations bien visibles comme la Grande Ourse et Orion. On trace ensuite des lignes ou arcs imaginaires à travers les étoiles qui font partie de ces constellations. Ces lignes permettent d’identifier d’autres constellations à proximité, mais presque imperceptibles.

L’observation hivernale d’étoiles, notre préférée!

Durant les mois d’hiver, le ciel nocturne est particulièrement clair et semble moins complexe qu’en été. Votre tâche consiste à trouver la grande constellation d’Orion, que les Grecs voyaient comme un chasseur géant. Cette constellation apparente seulement en hiver se présente sous une grande forme rectangulaire d’étoiles qui domine le sud du ciel durant ces quelques mois. Une supergéante rouge, nommée Bételgeuse, compose l’épaule droite d’Orion. Ce qui nous intéresse encore plus, ce sont les trois étoiles formant la Ceinture d’Orion.

Lorsque vous aurez trouvé Orion et sa ceinture, vous serez prêts à repérer l’étoile la plus brillante du ciel. Tracez une ligne droite à travers ces trois étoiles formant la Ceinture d’Orion. Suivez cette ligne à gauche d’Orion jusqu’à l’étoile appelée Sirius, qui se trouve aussi dans la constellation du Grand Chien. Une fois que vos élèves l’auront trouvée, ils connaîtront à ce moment deux constellations. Les seuls corps célestes aussi lumineux que Sirius sont des planètes. Prenez une minute pour les repérer.

Revenons à Orion : tracez maintenant une ligne à travers les trois étoiles de sa ceinture vers la droite, jusqu’à l’une des constellations du zodiaque, le Taureau. Votre ligne imaginaire arrivera directement à la tête du Taureau, représentée par la forme en V. Si vous continuez, votre ligne arrivera à un amas d’étoiles appelées les Pléiades, c’est-à-dire les sept sœurs. Vous vous déplacez maintenant d’une étoile à l’autre! Après avoir trouvé facilement Orion, retrouvez sa ceinture et allez vers la gauche jusqu’à l’étoile la plus brillante dans le ciel, qui fait partie d’une autre constellation. En vous servant de la brillance de Sirius, vous pouvez maintenant repérer des planètes. Facile! et amusant! Qui a besoin d’un ridicule télescope?

L’écliptique

L’écliptique est la trajectoire du Soleil dans le ciel de l’est à l’ouest durant la journée. Lorsque vous serez à votre point d’observation durant le jour, prenez en note le parcours de l’astre. Ce parcours restera le même toute l’année, mais il apparaîtra plus haut ou plus bas dans le ciel selon les saisons. Pour trouver l’écliptique en soirée, vous aurez déjà une petite idée de son emplacement grâce à vos observations du soleil dans la journée. Le soir, les planètes se déplacent le long de l’écliptique. Les douze constellations du zodiaque (Bélier, Taureau, Gémeaux, Cancer, Lion, Vierge, Balance, Scorpion, Sagittaire, Capricorne, Verseau et Poissons) se trouvent là aussi. Alors, lorsque vous trouverez le Taureau à l’aide d’Orion, vous aurez repéré un point sur l’écliptique. Sachez que la Lune ne suit pas l’écliptique, mais elle se trouvera soit au-dessus, soit en dessous ou elle le traversera sur une période de 28 jours. En trouvant une constellation du zodiaque, une planète ou la lune, vous aurez une bien meilleure idée de l’emplacement de cette grande autoroute céleste.

L’observation estivale d’étoiles

La Grande Ourse est visible toute l’année, mais elle permet surtout de trouver plusieurs étoiles et constellations en été. Si les élèves ne savent pas à quoi ressemble cette grande constellation facile à repérer, vous pouvez leur montrer un schéma ou la leur pointer dans le ciel. La Grande Ourse aide à trouver l’Étoile polaire, étoile peu visible se trouvant dans la Petite Ourse. Servez-vous des deux étoiles formant l’extrémité de la louche, et non de la poignée. Tracez une ligne droite vers le haut à partir de ces deux étoiles et suivez sept fois la distance entre ces deux astres afin de trouver l’Étoile polaire. C’est l’étoile au bout de la poignée de la Petite Ourse. Encore plus intéressant : on peut trouver deux étoiles brillantes et la constellation dont elles font partie en prolongeant l’arc de la poignée de la Grande Ourse. Suivez la courbe jusqu’à l’étoile Arcturus dans la constellation du Bouvier, puis continuez jusqu’à Spica (ou l’Épi), l’étoile la plus brillante de la constellation du zodiaque de la Vierge. On se souvient de ce chemin d’étoiles grâce à la phrase « faites un arc jusqu’à Arcturus, puis piquez jusqu’à Spica ». Puisque la Vierge est une constellation du zodiaque, elle se situe le long de l’écliptique. La Balance et le Lion se trouvent respectivement à gauche et à droite. Faisons un dernier chemin d’étoiles avec la Grande Ourse.  Imaginez l’endroit où l’eau coulerait de la louche de la Grande Ourse, c’est-à-dire directement sur la tête du Lion, dans la constellation du zodiaque. Une fois que vous savez où regarder, le Lion est facile à identifier grâce à sa tête en forme de point d’interrogation à l’envers. Puisque c’est une constellation du zodiaque, le Lion aide également à trouver l’écliptique ainsi que deux autres constellations du zodiaque à la gauche et à la droite du Lion : la Vierge et le Cancer.

Les planètes

Vénus, Mars, Jupiter et Saturne sont souvent visibles à l’œil nu et elles apparaissent toujours sur l’écliptique. Mercure est tellement près du Soleil qu’on la voit seulement après le crépuscule, juste avant qu’elle ne suive le Soleil sous l’horizon de la Terre ou juste avant l’aube, lorsqu’elle apparaît avant le lever du Soleil. Les étoiles scintillent et peu importe leur grosseur, nous distinguons uniquement un point lumineux. Les planètes ne scintillent pas et se trouvent assez près de la Terre pour apparaître sous la forme de disques. Si cette distinction n’est pas évidente à première vue, aidez-vous d’une paire de jumelles. La planète Mars sera rougeâtre. Vénus est l’un des corps célestes les plus lumineux et parce qu’elle se trouve entre le Soleil et la Terre, on pourra y observer des phases, tout comme pour la Lune. Si vous repérez Jupiter avec des jumelles, observez-la attentivement. Si vous avez de la chance, vous apercevrez peut-être l’une ou plusieurs de ses lunes.

Quelques mots sur la Lune de la Terre

Les soirs de pleine lune, le ciel nocturne apparaîtra plus pâle, donc la vue sera mauvaise. Par contre, comme dans le cas d’une légère pollution lumineuse, un croissant de lune produit assez de lumière pour ne laisser paraître que les étoiles les plus brillantes, et ainsi donner à voir un ciel plus simple. Une partie de la préparation pour l’observation des étoiles consiste à savoir dans quelle phase la Lune sera et quand elle se lèvera. Cependant, si c’est la pleine lune, ce n’est pas nécessairement un inconvénient. Quelques fois dans l’année, la Lune est visible dans le jour, ce qui indique qu’elle se retrouvera sous l’horizon et ne sera pas visible durant une partie de la nuit. Une pleine lune n’est donc pas un inconvénient si vous prévoyez profiter du ciel étoilé assez tôt ces soirs-là où la lune ne se lèvera pas avant minuit. Lorsque vous planifiez une soirée d’observation d’étoiles, consultez les cartes et les applications de téléphones, pour connaître la phase de la Lune, mais aussi l’heure de son lever.

Le partage des connaissances

Nous avons résumé une manière simple et rapide de s’initier au ciel étoilé. Les professeurs pourront maîtriser la matière, puis la partager avec leurs élèves. On peut utiliser ccette méthode à l’extérieur ou dans un planétarium. Lorsque vous dirigerez un groupe, choisissez si possible des heures d’observation propices, en fonction de la phase de la Lune, de l’heure de son lever et de la présence des planètes. Une pluie d’étoiles filantes serait encore mieux. Des cartes disponibles dans Internet peuvent vous renseigner sur la phase de la Lune et l’heure du lever à une date précise, ainsi que sur les moments auxquels se produiront des évènements extraordinaires. Sortez vos astronomes débutants ces soirs-là.

Sortir des groupes d’enfants le soir requiert une gestion efficace des lampes de poche. Afin de vivre la meilleure expérience possible, les yeux doivent s’adapter à la noirceur. On doit donc fermer les lampes de poche ou les recouvrir de pellicule rouge transparente. La pupille de l’œil humain ne se contracte pas lorsqu’elle est exposée à la lumière rouge, ce qui aide nos yeux à s’adapter au ciel nocturne. On peut obtenir un rouleau de pellicule rouge transparente assez grand pour des centaines de lampes de poche à peu de frais dans n’importe quel magasin d’artisanat. On peut ensuite découper la pellicule en carrés et attacher ces carrés aux lentilles des lampes de poche à l’aide d’élastiques. Finalement, vous pouvez montrer les étoiles à un groupe avec l’aide d’un pointeur laser vert. Le rayon laser vert est plus facile à voir dans l’atmosphère que tous les autres types de lumières. Cependant, assurez-vous de vérifier les lois sur les pointeurs laser avant l’achat, puisqu’ils sont illégaux à l’extérieur s’ils dépassent une certaine puissance milliwatt. Pointer un laser sur un avion est interdit par la loi, alors soyez vigilants et parlez-en à vos élèves. Une lampe de poche possédant un puissant faisceau lumineux concentré pourrait aussi remplacer le pointeur laser.

Les planisphères

Une fois que vous et vos élèves aurez saisi les notions de base du ciel étoilé, vous pourrez vous procurer une carte du ciel ou un planisphère, pour l’hémisphère nord ou l’hémisphère sud. Ces cartes circulaires montrent les principales constellations ainsi que l’écliptique. On peut les adapter selon l’heure et la saison. Utiliser un planisphère vous permet de tracer vos propres chemins d’étoiles afin de trouver d’autres corps à étudier. Vous verrez, le planisphère et ses centaines d’étoiles et de constellations paraîtront beaucoup plus simples si vous avez d’abord appris les rudiments.

Les ressources en astronomie

Une fois ces chemins d’étoiles maîtrisés, il y a encore tellement de choses à voir. Après la carte du ciel, vous pouvez envisager de vous procurer d’autres ressources, comme un abonnement à une revue d’astronomie ou à l’un des services de notification par courriel offerts par les principaux planétariums, qui vous garderont informés des évènements astronomiques à venir.

Les revues d’astronomie mensuelles fournissent un calendrier des événements qui surviendront au cours du mois en les expliquant, en les situant dans le ciel. Ces calendriers vous permettent de choisir les meilleures soirées pour observer les étoiles. Ceci est particulièrement important pour les professeurs faisant vivre une première expérience à leurs élèves.

Il existe autant de bons livres sur l’astronomie que de mauvais… Choisissez ceux avec des diagrammes montrant ce que l’être humain voit à partir de la Terre plutôt que les schémas ésotériques simulant des points de vue d’ailleurs dans le système solaire.

La technologie… pour motiver

La beauté de l’astronomie à l’œil nu est que nous faisons de l’observation et de la résolution de problèmes sans aide. Les télescopes électroniques trouvent les objets astronomiques à la place de l’observateur et le privent donc des défis essentiels qui motivent une exploration plus approfondie. On trouve aussi plusieurs applications de téléphones semblables à ces télescopes. Il suffit de pointer le téléphone dans le ciel et il identifiera les constellations, les étoiles, les planètes et les satellites. Ces applications sont utiles pour confirmer ce que nous pensons voir d’après notre compréhension grandissante du ciel étoilé. Cependant, on devrait les éviter au moment de l’apprentissage. Certaines de ces applications proposent des « notifications » pour les évènements comme les pluies d’étoiles filantes, ce qui est bon pour nous motiver à sortir, à  retourner régulièrement profiter du plaisir de l’astronomie à l’œil nu.

Un plaisir infini!

Il y a de quoi s’amuser toute une vie avec les quelques chemins d’étoiles présentés dans cet article. Rappelons l’étape la plus difficile, mais la plus importante : attendre que nos yeux s’adaptent à la noirceur. Les liens entre les constellations, les étoiles brillantes, l’écliptique et les planètes constituent une bonne base pour ensuite explorer le ciel plus en profondeur.

L’astronomie fait partie des sciences naturelles au même titre que l’étude des plantes et des animaux. En outre, plusieurs compétences sont ici mises en valeur : la compréhension de l’espace, l’aisance en milieu naturel, la capacité d’observation, la conscience des variations saisonnières et la connaissance de la culture humaine. Et puis, grâce à la méthode d’enseignement que nous proposons, l’astronomie n’a plus à être complexe et intimidante. Des milliers d’étoiles en deviennent soudain quelques dizaines, et ensuite le ciel nous appartient. Sortez observer les étoiles avec vos élèves, un plaisir infini vous attend!

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Robert D. Bixler est professeur adjoint en gestion des parcs et conservation à la Clemson University. Il enseigne des méthodes d’interprétation du patrimoine aux éducateurs désirant sortir du cadre.

1. Joy James est professeure adjointe à l’Appalachian State University. Elle travaille en relation avec les parcs et autres agences afin d’offrir aux enseignants et aux élèves des sorties éducatives dans des parcs ou autres endroits protégés.

Élyane Picard est diplômée du baccalauréat en traduction professionnelle de l’Université de Sherbrooke.

Ce qui précède est une traduction de « Star Hopping » qui a été publié en Green Teacher 105, Hiver 2015.