Le ciel d’hiver au télescope depuis la France

L’hiver est la saison la plus généreuse du ciel boréal. De décembre à février, les nuits sont longues, l’air est souvent plus transparent, et la voûte présente la plus forte concentration d’étoiles brillantes de l’année, autour d’Orion. C’est aussi la saison des amas ouverts, dont plusieurs se voient déjà aux jumelles. La seule véritable difficulté est le froid, et il se traite par l’équipement plutôt que par le courage.

Ce que l’hiver change pour l’observateur

Trois différences séparent l’hiver de l’été, et elles jouent toutes en faveur de l’observation, sauf une. D’abord, la nuit astronomique s’installe tôt et dure longtemps : une séance peut commencer en début de soirée et se prolonger sans que le ciel s’éclaircisse, ce qui laisse le temps d’observer sans se presser. Ensuite, l’air froid contient moins de vapeur d’eau, ce qui améliore fréquemment la transparence et fait ressortir les objets faibles.

La contrepartie est la turbulence. Les nuits d’hiver claires sont souvent des nuits de vent et de courant d’air froid, donc d’atmosphère agitée, ce qui limite le grossissement utilisable sur les planètes et les étoiles doubles serrées. Le ciel profond, qui s’observe à grand champ, en souffre nettement moins. Cette opposition entre transparence et stabilité est développée sur la page conditions d’observation.

Le troisième point est purement matériel. L’écart entre une pièce chauffée et l’extérieur peut être considérable en janvier, et un instrument sorti au dernier moment mettra longtemps à donner des images correctes : comptez le plus souvent de trente à soixante minutes, davantage pour un grand miroir. Sortir l’appareil avant le dîner règle la question, et permet en prime de vérifier son réglage à la lumière.

Orion, porte d’entrée du ciel d’hiver

Orion est la constellation la plus facile à reconnaître de tout le ciel, grâce à sa ceinture de trois étoiles également espacées et alignées, Alnitak, Alnilam et Mintaka. Sous cette ceinture pend une seconde ligne d’astres, l’épée, dont l’élément central n’est pas une étoile : c’est la grande nébuleuse d’Orion, M42. De magnitude 4,0 et large de 85′ sur 60′, elle se devine déjà à l’œil nu comme une tache floue, et se révèle dans le moindre instrument.

Elle culmine à 36,6° au sud-sud-est en janvier depuis le centre de la France, une hauteur modeste mais suffisante, et elle se traite de deux manières complémentaires. À 30 ou 40 ×, avec un grand champ, on voit les volutes de gaz s’étendre de part et d’autre du cœur, en une forme d’aile de papillon. À 60 × et au-delà, le trapèze central se détaille : quatre étoiles jeunes serrées, dont le rayonnement fait briller la nébuleuse entière. Passer alternativement de l’un à l’autre pendant une même séance est la meilleure façon de comprendre ce que l’on regarde.

Orion sert aussi de flèche. En prolongeant la ceinture vers le bas à gauche, on tombe sur Sirius, l’étoile la plus brillante du ciel nocturne ; en la prolongeant vers le haut à droite, on atteint Aldébaran, l’œil orangé du Taureau, puis les Pléiades. Deux gestes, et la moitié du ciel d’hiver est repérée.

L’Hexagone d’hiver

L’Hexagone d’hiver est un astérisme géant qui relie six étoiles brillantes de six constellations différentes : Sirius dans le Grand Chien, Procyon dans le Petit Chien, Pollux dans les Gémeaux, Capella dans le Cocher, Aldébaran dans le Taureau et Rigel au pied d’Orion. Bételgeuse, l’épaule rouge d’Orion, se tient à peu près en son centre. Aucune autre région du ciel ne réunit autant d’étoiles de premier éclat.

Cette figure est un outil, pas une curiosité. Elle donne un cadre mémorisable dans lequel viennent se ranger tous les objets de la saison : les amas ouverts du Cocher se trouvent près de Capella, celui des Gémeaux près de Pollux et Castor, les Pléiades au-delà d’Aldébaran. Une fois l’hexagone identifié, chercher un objet revient à se déplacer d’une étoile brillante vers une direction connue, ce qui est bien plus simple que de partir d’une carte à l’aveugle. La page reconnaître les constellations explique la même méthode pour le reste de l’année.

Ces étoiles offrent en outre une leçon de couleurs. Rigel est franchement bleutée, Bételgeuse nettement orangée, Capella jaune, Sirius d’un blanc éclatant. La différence saute aux yeux quand on les compare dans la même soirée, et elle correspond à des températures de surface différentes.

Les amas ouverts du Taureau, du Cocher et des Gémeaux

L’hiver est la meilleure saison pour les amas ouverts, ces groupes d’étoiles jeunes nées ensemble et encore rassemblées. Le plus célèbre est l’amas des Pléiades, M45, de magnitude 1,6 et large de 110′ : il culmine à 64,1° au sud-sud-ouest en janvier. Sa taille est son piège. Étendu sur près de quatre fois le diamètre de la pleine Lune, il est superbe aux jumelles, et seul un télescope à très grand champ le contient entièrement ; à fort grossissement, il n’en reste que quelques étoiles isolées.

Le Cocher abrite trois amas alignés dont deux figurent au catalogue du site. L’amas du Cocher, M36, de magnitude 6,3 pour 12′, monte à 74,3° au sud-est en janvier. L’amas riche du Cocher, M37, de magnitude 6,2 et large de 24′, atteint 71,8° au sud-ouest en février : c’est le plus riche des trois, avec plusieurs centaines d’étoiles serrées, et celui qui récompense le mieux une observation prolongée. Tous deux se traitent entre 30 et 60 ×.

Aux Gémeaux, l’amas des Gémeaux, M35, de magnitude 5,1 et de 28′ d’étendue, culmine à 65,9° au sud-sud-ouest en février. Il se présente comme un large tapis d’étoiles, avec en prime le petit amas NGC 2158 en bordure du champ, beaucoup plus lointain et donc beaucoup plus compact : les deux dans le même oculaire donnent une idée intuitive de la profondeur du ciel.

Le double amas de Persée et les objets d’automne encore visibles

Le double amas de Persée, NGC 869 et NGC 884, est probablement le plus bel objet du ciel aux jumelles. De magnitude 4,3 et large de 60′ au total, il culmine à 79,1° au nord-nord-ouest en décembre, presque au zénith. Ses deux amas tiennent dans le même champ à faible grossissement, ce qui constitue tout son intérêt : monter au-delà de 40 × sépare la paire et détruit l’effet. C’est l’objet à montrer en premier à quelqu’un qui n’a jamais regardé dans un instrument.

Deux objets d’automne restent bien placés en début de nuit pendant l’hiver. La galaxie d’Andromède, M31, de magnitude 3,4 et étendue sur 178′ sur 63′, demeure visible en décembre, janvier et février selon le catalogue, en descendant progressivement vers l’ouest au fil des semaines ; elle réclame le plus grand champ possible, car elle couvre davantage que six pleines Lunes. La nébuleuse Amérique du Nord, NGC 7000, reste elle aussi accessible en décembre, mais uniquement sous un ciel très sombre, avec des jumelles et un filtre UHC plutôt qu’un télescope.

Le calendrier de la saison suit d’ailleurs une logique simple : les objets d’automne se couchent à l’ouest en début de nuit, les objets d’hiver dominent au sud vers le milieu de la nuit, et les premières galaxies du printemps se lèvent à l’est en fin de nuit. Une longue séance de janvier permet de parcourir les trois. Le catalogue des objets célestes donne pour chacun sa hauteur et sa direction.

Le froid, contrainte pratique à ne pas sous-estimer

Observer consiste à rester immobile, souvent debout, parfois plusieurs heures. Par une nuit d’hiver dégagée, la température ressentie descend bien au-dessous de ce qu’annonce le thermomètre, et le corps ne produit aucune chaleur d’effort. La plupart des séances écourtées en hiver le sont pour cette raison, jamais parce que le ciel s’était dégradé.

• Habillez-vous par couches, avec une couche extérieure coupe-vent, et prévoyez un bonnet : la tête est la principale source de déperdition.
• Isolez les pieds du sol, avec des chaussures épaisses et si possible un tapis ou une planche sous la station d’observation.
• Prévoyez des gants fins pour manipuler les oculaires, et des moufles par-dessus entre deux observations.
• Emportez une boisson chaude et rentrez vous réchauffer avant d’avoir froid, pas après.
• Surveillez la buée sur l’oculaire et sur le chercheur, et gardez les oculaires inutilisés au chaud dans une poche intérieure.

Avec ces précautions, l’hiver devient la saison la plus productive de l’année. Pour préparer la sortie suivante, la page ciel d’été présente le programme de la saison opposée, et la page choisir un premier instrument aide à décider quel matériel convient à ce type de cibles. Le versant symbolique de ces mêmes figures, celui que la tradition a construit sur elles, est abordé sur la page comprendre l’astrologie.