4. Introduction aux éphémérides astronomiques. Supplément explicatif à la Connaissance des temps, par le Bureau des longitudes (1997)

Cet ouvrage, très important dans l’histoire des éphémérides et en particulier de l’histoire de la Connaissance des temps, est d’une nature très différente des trois précédents. Il s’agit en effet moins d’exposer de nouvelles méthodes de calcul astronomique que, comme son titre l’indique, de fournir toutes les explications qui président à la construction et à l’évolution des éphémérides depuis le début des années 1980. Le développement de l’outil informatique, des outils de calcul numérique et scientifique et des programmes astronomiques internationaux des dernières décennies du XX^e siècle, ont conduit les responsables de la Connaissance des temps, en concertation avec les commissions concernées de l’Union Astronomique Internationale (UAI par la suite), à réévaluer les systèmes de constantes et coordonnées astronomiques, les systèmes et échelles de temps, ainsi que la manière de construire les tables astronomiques et de calculer les éphémérides. C’est le cœur et le fil rouge de ce supplément à la CDT.

 

Cet ouvrage de 442 pages est divisé en dix sections de longueurs inégales, faisant appel à des auteurs différents que nous indiquons ci-dessous. Chaque section comporte une bibliographie sur les sujets traités ce qui facilite son usage. L’ouvrage comporte un glossaire des termes scientifiques employés ainsi qu’un index.

Section I. Introduction

Il s’agit d’une introduction historique sommaire à la Connaissance des temps et d’un exposé des objectifs de ce supplément, tout en précisant les notations, les sigles et abréviations employées dans l’ouvrage.

Section II. Définitions et données astronomiques

(A. Bec-Borsenberger)

Cette section expose le système des unités internationales, le système de constantes astronomiques adopté par l’UAI (UAI 1976 et IERSⁱ 1992), les données concernant le système solaire et l’évolution de ces données et, enfin, les systèmes de référence plus larges comme les coordonnées galactiques et extragalactiques, etc.

Section III. Échelles de temps

(F. Mignard, B. Morando)

Cette section importante expose les relations approfondies qui unissent les astronomes aux échelles de temps : temps universel, temps atomique, temps universel coordonné, temps des éphémérides, relations mathématiques entre toutes ces échelles.

Section IV. Systèmes de référence et changements de coordonnées

(M. Chapront-Touzé, N. Capitaine, J.-E. Arlot)

Il s’agit d’un exposé des divers systèmes de référence employés en dynamique newtonienne et dynamique relativiste, de références terrestres et célestes, des systèmes de référence employés pour divers catalogues (FK4 et FK5) et théories produites au Bureau des longitudes depuis les années 1980 (DE200/LE200 ; VSOP82 et ELP2000) ; un exposé des changements de systèmes de références et la manière de traiter ces systèmes de coordonnées et leurs transformations dans la CDT.

Section V. Précession et nutation

(N. Capitaine, P. Bretagnon)

Après une définition du phénomène et de ces effets, cette section expose toutes les implications qui concernent les phénomènes luni-solaires, et les modèles adoptés depuis 1980 par l’UAI.

Section VI. Rotation de la Terre et temps universel

(N. Capitaine)

Comme son titre l’indique, cette section expose toutes les relations entre les inégalités de la rotation de la Terre et l’établissement des échelles de temps. Nicole Capitaine y expose une définition plus moderne du temps universel.

Section VII. Corrections pour la réduction des observations

(M. Chapront-Touzé, V.A. Brumberg, J. Kovalevsky) 

Cette section présente toutes les méthodes pour corriger les observations astrométriques des effets dus à la parallaxe et l’aberration de la lumière pour les étoiles et les corps du système solaire, en dynamique laplaco-newtonienne ou relativiste. Jean Kovalevsky termine le chapitre par les corrections de la réfraction astronomique, avec de nombreuses tables.

Section VIII. Mouvement des corps du système solaire

(P. Bretagnon, J.-L. Simon, M. Chapront-Touzé, J.-E. Arlot, W. Thuillot, J.-L. Sagnier, D.T. Vu, P. Rocher, A. Bec-Borsenberger, P. Rapaport, J. Laskar, P. Oberti, F. Colas) 

Il s’agit ici d’un exposé-résumé de toutes les théories du mouvement de chacun des corps du système solaire, précédé d’un abrégé des éléments de mécanique céleste, ce qui explique le grand nombre d’auteurs impliqués. Cette section expose aussi les dernières théories numériques développées au sein du service des calculs du Bureau des longitudes par Jean-Louis Simon puis par Pierre Bretagnon et Michelle et Jean Chapront notamment, ELP2000-82 et ELP 2000. La théorie des satellites galiléens de Jupiter y est aussi largement exposée ainsi que les théories des satellites des autres planètes géantes. Cette section se termine sur les publications des éphémérides des comètes et des astéroïdes.

Section IX. Présentation des éphémérides de la Connaissance des temps

(J. Chapront, G. Francou, J.-E. Arlot, J.-L. Simon) 

Cette section expose comment sont désormais présentées les éphémérides, notamment en soulignant l’abandon des vieux tableaux de données au profit de l’usage des polynômes de Tchebychev (ou des fonctions mixtes) qui a bouleversé la présentation des éphémérides à partir des années 1980, réduisant drastiquement le nombre de pages de la CDT et permettant à tout un chacun muni d’une calculatrice de poche ou d’un microordinateur de calculer ses propres éphémérides. Il y est aussi question de la validité des éphémérides, des échelles de temps, des systèmes de références et de l’utilisation pratique des éphémérides. Des exemples de calculs sont donnés.