voir mercure et mourir!...malgré les arabesques de vénus?

La planète mercure n'est pas aussi belle que la ville de Naples (?) mais elle est bien plus difficile à observer et, tout simplement, à apercevoir sans instrument. Elle n'est jamais loin du soleil, au maximum à 28°, et sa faible magnitude aux quadratures, supérieure à -0.5, impose d'attendre que l'astre du jour se soit enfoncé de 5 ou 6° sous l'horizon pour qu'elle soit discernable. Il faut encore que l'horizon soit dégagé et que les basses couches de l'atmosphère soient limpides.
Les anciens astronomes chaldéens étaient ainsi aux premières loges alors que la majorité des humains et nombre d'astronomes modernes n'ont jamais vu mercure de leur vie à l’œil nu.
Comme vénus, l'"étoile du berger", mercure est alternativement étoile du matin et étoile du soir puisque les orbites de ces planètes sont intérieures à celle de la terre.
En moyenne 43 jours après que mercure soit au maximum de son élongation orientale (visible le soir), elle atteint sa plus grande élongation occidentale (visible le matin). Il faut alors attendre 73 jours en moyenne pour qu'elle retrouve son élongation orientale maximale. La révolution synodique qui ramène le soleil, la terre et la planète dans la même position relative, dure 116 jours pour mercure.
Pour vénus 142 jours en moyenne séparent la plus grande élongation orientale de la plus grande élongation occidentale et, après 442 jours, vénus retrouve sa plus grande élongation orientale. La révolution synodique de vénus dure 584 jours. Elle passe du statut d'étoile du soir à celui d'étoile du matin plus vite que dans l'autre sens: aux environs du 11 janvier 2014 vénus avait les deux qualités.
Vue de la terre, mercure exécute une sorte de danse autour du soleil. Le dessin de sa trajectoire rapportée au soleil comporte 6 boucles plus ou moins couchées sur l'écliptique en raison de la sensible inclinaison de son orbite. Ces boucles sont décrites à des vitesses très variables: au voisinage de la conjonction inférieure la planète semble foncer vers le soleil alors qu'elle musarde lors de la conjonction supérieure là où elle est la plus brillante. L'excentricité importante de l'orbite joue aussi son rôle dans la vitesse.

mercure vue depuis un point entre terre et soleil en 2014, jour après jour

mercure en 2015

mercure en 2016, le 9 mai 2016: transit!

Le 9 mai 2016 se produira un transit de mercure, c'est à dire, vu de la terre, son passage sur le disque solaire (on voit sur la figure ci-dessus une coïncidence soleil-mercure). Ce sera la répétition de celui du 7 mai 2003. A la date du 11 novembre 2019 se répètera celui du 8 novembre 2006. Ces transits présentent des périodicités de 13, 33 et 46 ans bien établies par les lois de la mécanique céleste.
Ces lois, appliquées aux perturbations réciproques des planètes entre elles, ont permis à Le Verrier d'affirmer l'existence de neptune mais le mouvement du périhélie de mercure restait partiellement inexplicable. Il a fallu la théorie de la relativité généralisée d'Einstein pour le modéliser.
A la fin sa vie, Kepler, à l'aide de ses Tables Rudolphines publiées en 1627, a prédit le transit de mercure du 7 novembre 1631. Décédé un an trop tôt, le 15 novembre 1630, il n'a pu l'observer, c'est Gassendi (1592-1655) qui en eut la primeur, à Paris.

Les figures ci dessous représentent pour les années 2014 et 2015, à Sion (Suisse), les parties visibles de ces boucles au dessus de l'horizon, le soir d'une part, le matin d'autre part, lorsque le soleil est à 6° sous l'horizon.
Les points bleus montrent la progression de mercure jour après jour. Les point rouges celle, concomitante, de vénus dans les mêmes conditions.

visibilité en 2014 de mercure et vénus le SOIR

Pour une observation le soir, c'est vers le 21 mai que mercure se montrait sous son meilleur jour à 12° au dessus de l'horizon, une grosse demi-heure après le coucher du soleil. Début février était aussi assez favorable avec une hauteur de 10°. Dans les deux cas la planète perdait de son éclat au fur et à mesure de sa montée puis de sa descente.

visibilité en 2014 de mercure et vénus le MATIN

 Pour une observation le matin, le début du mois de novembre 2014 sera très favorable: hauteur de 11.5° et bonne magnitude le 1er novembre, une demi heure avant le lever du soleil. La mi-juillet était aussi une bonne occasion: hauteur de 7°. Dans les deux cas l'éclat augmente lors de la montée puis la descente.

première quinzaine de janvier 2015: une occasion exceptionnelle

Dès le début de 2015 mercure, le soir, monte dans le ciel et rattrape vénus le 13 janvier: ce rapprochement permettra d'identifier facilement mercure dont la magnitude sera conséquente. A ne pas manquer! Le 21 janvier un très fin croissant de lune sera de la partie.

visibilité en 2015 de mercure et vénus le SOIR

Le soir, les environs du 5 mai 2015 sont très favorables, la planète atteignant une hauteur de 12.8°. La magnitude décroît fortement après cette date. Mars apparait en dessous de mercure alors que vénus est à son plus haut à 30°. La toute fin de l'année est aussi une occasion: hauteur de 8° lors du nouvel an à 0h.

visibilité en 2015 de mercure et vénus le MATIN

Le matin du 16 octobre 2015 est la date la plus favorable: hauteur de 11.2° une demi heure avant le lever du soleil. En plus, mars et jupiter sont en quasi conjonction à 30° de hauteur, vénus les domine à son plus haut, 35° et va atteindre la dichotomie dans quelques jours. La mi février et le début juillet sont également à retenir.

aspects de vénus en 2015, de son premier quartier le 6 juin à son dernier le 25 octobre

Vénus présente des phases comme la lune. Galilée (1564-1642) fut le premier à les observer avec sa lunette en 1610/1611 et ruina ainsi le géocentrisme. En 2015 le premier quartier sera observable le 6 juin au soir (à SION vénus est 30° au dessus du soleil), le dernier quartier se produira le matin, vénus étant alors 40° au dessus du soleil. Le 15 août ce sera la "nouvelle vénus", inobservable sans instrument car dès le 5 août la planète se couche en même temps que le soleil puis avant lui et il faut attendre le 19 août pour qu'elle se lève avant lui (cela tient à la forte valeur négative de sa latitude géocentrique pendant cette période). Sur la figure ci-dessus la planète, grossie 300 fois par rapport au cercle du soleil, est dessinée de 5 en 5 jours.

On peut superposer les trajectoires des deux planètes pour plusieurs années. Cette superposition permet de mettre en évidence les cycles existant entre elles et la terre. Pour mercure les cycles de 6 ou 7 ans ne sont pas suffisamment précis, mais pour vénus le cycle de 8 ans (15 années vénusiennes) permet de visualiser des arabesques stables.
Ces arabesques pourraient être qualifiées d'analemmes de vénus car l'analogie avec la courbe en huit du soleil est flagrante: elles représentent la position quotidienne d'un astre à un instant déterminé, ici au moment où le soleil est à 6° sous l'horizon.

l'analemme du matin de vénus (8 ans)

l'analemme du soir de vénus (8 ans)

 

cycle de 8 ans de vénus sur la sphère céleste (2012 à 2019)
le soleil, au centre, est sur l'horizon

Deux trajectoires passent par le soleil: 2012 et 2016, le 6 juin 2012 et le 6 juin 2016. Ces jours là Vénus passe à un nœud de son orbite et se trouve en même temps en conjonction: soleil, terre et vénus sont alignés.
Le 6 juin 2012 il s'agissait d'une conjonction inférieure (sur la figure les points quotidiens sont très espacés): vénus passait devant le soleil (et l'éclipsait, très partiellement...).
Du 5 au 7 juin 2016 il s'agira d'une conjonction supérieure (les points sur la figure sont très serrés): c'est le soleil qui éclipsera vénus...ce qui n'a pas d'intérêt astronomique (sauf peut-être dans le cadre de la recherche d'exoplanètes?).

en rouge les transits de vénus en 2004 et 2012, en gris les trajectoires lors des conjonctions supérieures

L'"éclipse" de vénus de 2016 durera près de 48 heures...Les conjonctions voisines des nœuds se produisent en juin et décembre. Au début du XXI ème siècle les conjonctions inférieures, dont les transits, ont lieu en juin au nœud descendant. Au siècle suivant, 113.5 années plus tard exactement, elles se produisent en décembre, les transits de 2117 et 2125 ayant lieu au nœud ascendant.


Kepler, comme pour mercure, avait prédit le transit du 7 décembre 1631 mais celui-ci se produisait alors que le soleil n'était pas encore levé en Europe. Horrocks et Crabstree ont été les premiers à observer un transit de vénus le 4 décembre 1639, en Angleterre.
Les transits de vénus sont rares car la planète est relativement proche de la terre lors de la conjonction inférieure, et ils se produisent suivant deux périodicités, l'une de 8 ans (strictement valable à partir du XVII ème siècle) et l'autre de 243 ans. La première résulte du cycle assez exact de 8 ans de la planète et la seconde de celui encore plus exact de 243 ans pendant lesquels vénus exécute 395 années vénusiennes à 2.2 jours près. Ces deux périodicités sont décalées de 129.5 ans, durée qui correspond à la moitié de 243ans  plus 8 ans.
Les couples de transits qui ont été observés sont: 1631/1639, 1761/1769, 1874/1882, 2004/2012.

Halley (1656-1742) avait imaginé d'utiliser les transits de vénus pour évaluer les distances absolues dans le système solaire. En mesurant depuis deux points de la terre la durée du transit on peut connaître les angles nécessaires à un calcul par triangulation.
Halley n'a pas eu le loisir d'expérimenter sa méthode puisqu'il est décédé presque 20 ans avant le transit de 1761.
En 1705 il avait publié son étude sur la comète de 1682 annonçant qu'elle reviendrait pour noël 1758. Là non plus  il n'a pu savourer son succès!

sculpture représentant la comète de Halley, dans l'alpe valaisanne de Saint Luc (CH)

Les astronomes des XVIII ème et XIX ème siècles ont monté, lors de chaque transit prévu, des expéditions en grand nombre, plus ou moins dramatiques ou rocambolesques. Les passages de 1761/1769 ont permis à Lalande (1732-1807) d'estimer la distance du soleil à 153 millions de km, ceux de 1874/1882 menèrent Newcomb (1835-1909) à la valeur exacte de 149.9 millions de km. 

Le prochain passage de vénus aura lieu dans plus d'un siècle, le 11 décembre 2117.

L'évolution climatique permettra-t-elle aux hommes d'être encore en mesure de l'observer?