Mouvement propre

La relation entre le mouvement propre μ d'un corps et les composantes de la vitesse par rapport au Soleil.

En astronomie, on appelle mouvement propre le mouvement apparent des étoiles sur la sphère céleste vue de la Terre. Il fut découvert en 1718 par Edmund Halley lorsqu'il remarqua que les positions de Sirius et d'Arcturus s'écartaient de plus d'un demi-degré de celles mesurées par Hipparque environ 1850 ans auparavant. Il mentionna également qu'une occultation d'Aldébaran par la Lune avait eu lieu en l'an 509.

À première vue, les étoiles semblent occuper une position fixe sur la sphère céleste. Cela signifie qu'elles formeraient toujours les mêmes astérismes et que, par exemple, la Grande Ourse aurait exactement la même apparence dans un siècle que celle qu'elle a actuellement. Cela n'est pas exact : des observations précises et étalées dans le temps montrent que les constellations changent lentement de forme et que les étoiles se déplacent les unes par rapport aux autres. C'est pourquoi ce mouvement est qualifié de propre car il représente réellement le mouvement de chacune des étoiles. Il s'oppose au mouvement impropre, qui affecte les coordonnées de toutes les étoiles dans la même mesure : celui-ci est causé par les mouvements de précession et de nutation de l'axe de rotation de la Terre, ainsi que par l'aberration de la lumière. Seul le mouvement propre correspond à un mouvement réel des étoiles, ou plus exactement à 2 des 3 composantes de ce mouvement réel, puisque la « sphère céleste » n'est que le résultat d'une perspective conique, la fuite ou le rapprochement éventuel de l'étoile étant occulté par cette projection centrale.

L'étoile de Barnard possède le mouvement propre le plus élevé de toutes les étoiles : 10,3 secondes d'arc par an ; c'est-à-dire qu'elle parcourt dans le ciel un angle égal au diamètre apparent de la Lune (1/2°) en 180 ans. Un mouvement propre élevé est généralement une forte indication de la proximité de l'étoile en question ; par exemple l'étoile de Barnard est la deuxième étoile la plus proche du Soleil si on considère le système Alpha Centauri comme un tout.

Les mouvements propres de plusieurs millions d'étoiles sont consignés dans le catalogue Tycho.

En 2005 a été réalisée la première mesure du mouvement propre d'une galaxie extérieure à la Voie lactée, la galaxie du Triangle.

Coordonnées du mouvement propre

On utilise un système de coordonnées équatoriales fixé (par exemple J2000), système de coordonnées sphériques dans lequel un objet céleste possède une déclinaison $\delta$ et une ascension droite $\alpha$. Ces coordonnées peuvent évoluer au cours du temps, et on définit leurs dérivées par rapport au temps $\mu _{\delta }={\frac {\mathrm {d} \delta }{\mathrm {d} t}}$ et $\mu _{\alpha *}=\mu _{\alpha }\cos(\delta )=\cos(\delta ){\frac {\mathrm {d} \alpha }{\mathrm {d} t}}$. Ce dernier coefficient $\cos \delta$ conserve les surfaces et assure que le mouvement propre total est donné en norme par $\|\mu \|^{2}=\|\mu _{\delta }\|^{2}+\|\mu _{\alpha *}\|^{2}$.

Étoiles ayant un mouvement propre élevé

Le tableau ci-dessous liste les étoiles du catalogue Hipparcos ayant les mouvements propres les plus élevés. Il ne comprend pas les étoiles telles que l'étoile de Teegarden (de magnitude apparente 15,4) qui sont trop faibles pour ce catalogue.

Étoiles à mouvement propre élevé

#	Étoile	Mouvement propre			Vitesse radiale (km/s)	Parallaxe (mas)	Magnitude apparente
		μα* (mas/an)	μδ (mas/an)	$\|\mu \|$ (mas/an)
1	Étoile de Barnard	-798,71	10337,77	10368,58	-106,8	549,30	+9,57
2	Étoile de Kapteyn	6500,34	-5723,17	8660,78	+245,5	255,12	+8,85
3	Groombridge 1830	4003,69	-5814,64	7059,71	-98,0	109,22	+6,42
4	Lacaille 9352	6766,63	1327,99	6895,71	+9,7	303,89	+9,75
5	CD -37 15492 (GJ 1)	5633,95	-2336,69	6099,3	+23,6	229,32	+8,54
6	HIP 67593	2282,15	5369,33	5834,20	—	76,20	+10,40
7	61 Cygni A & B	4133,05	3201,78	5228,14	-64,3	287,18	+5,20/+6,05
8	Lalande 21185	-580,46	-4769,95	4805,14	-85,0	392,52	+7,47
9	Epsilon Indi	3961,41	-2538,33	4704,88	-40,4	275,79	+4,68

NB : Les valeurs de mouvement sont indiquées dans le système de coordonnées équatoriales avec mu-alpha, la valeur du mouvement en ascension droite, et mu-delta, le mouvement en déclinaison.

Le tableau suivant décrit les étoiles de magnitude apparente au plus +3, à mouvement propre élevé (au moins 612 mas/a, c'est-à-dire 0,17 degré par millénaire)

Étoiles brillantes à mouvement propre élevé

#	Étoile	Magnitude apparente	Distance (al)	Mouvement propre			Vitesse radiale (km/s)	Parallaxe (mas)
				μα* (mas/an)	μδ (mas/an)	$\|\mu \|$ (mas/an)
1	α Centauri A+B	-0,27 (-0,01/+1,33)	4,4	-3608	686	3673	-21,6	747
2	Arcturus	-0,04	37	-1093,5	-1999,4	2279	-5,2	89
3	β Hydri	+2,80	24,4	2220,1	324,4	2246	+22,9	134
4	Sirius A+B	-1,46	8,6	-546,1	-1223,1	1339	-7,6	379
5	Procyon A+B	+0,37	11,4	-716,6	-1034,6	1259	-3,2	286
6	Menkent (θ Centauri)	+2,06	61	-519,3	-517,9	732	+1,3	53
7	ε Scorpii	+2,29	65	-611,8	-255,9	663	-3	50
8	Altaïr	+0,76	16,7	536,8	385,5	661	-26,1	195
9	Pollux	+1,15	33,7	-625,7	-45,9	628	+3,3	97
10	Porrima (γ Virginis)	+2,74	38,6	-616,7	60,7	620	+20,1	85

Par comparaison, des étoiles plus éloignées ont un mouvement propre beaucoup plus faible et apparaissent, sur des milliers d'années, comme des points fixes sur la sphère céleste. Par exemple, Canopus a $\|\mu \|$=31 mas/an et Rigel a $\|\mu \|$=1,9 mas/an.

Voir aussi

Bibliographie

• [Halley 1719] (en) Edmund Halley, « Considerations on the change of the latitudes of some of the principal fixt stars », Philosophical Transactions of the Royal Society, vol. 30, n^o 355,‎ décembre 1719, p. 736-738, article n^o 1 (OCLC 8582137118, DOI 10.1098/rstl.1717.0025, JSTOR 103320, Bibcode 1717RSPT...30..736H, résumé, lire en ligne [PDF]).

Articles connexes

• Mouvement d'une étoile
• Vitesse radiale
• Mouvement propre du soleil

Liens externes

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