La constellation du Grand chien

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Définition

Le Grand Chien est l'une des plus anciennes constellations de l'hémisphère nord, du fait de la présence en son sein de Sirius, l'étoile la plus brillante du ciel (après le Soleil).

Située relativement loin de l'écliptique, elle n'est visible que quelques mois par an aux latitudes voisines du 45° nord, vers le solstice d'été (21 juin) et elle n'est alors pas visible pendant la nuit.

Pendant les autres saisons, elle est visible soit très tôt le matin (fin d'été - début automne) soit toute la nuit (fin automne - début hiver), soit le soir (fin hiver - début printemps).

La localisation n'est pas difficile, Sirius étant l'étoile la plus brillante du ciel nocturne. Sirius se situe sur l'Hexagone d'hiver (centré sur Orion) dont il occupe l'angle sud-ouest. Cette étoile est dans le prolongement sud des « trois rois mages » qui forment le baudrier d'Orion.

Forme de la constellation

Les principales étoiles forment un trapèze nettement reconnaissable :

• Sirius marque le cou du chien.
• Wezen (δ CMa), plus au sud, marque la base de la queue.
• Murzim (β CMa) et Adhara (ε CMa) marquent respectivement la patte avant et la patte arrière.
• On distingue assez facilement le bout de la queue, Aludra (η CMa), située dans l'alignement du dos.
• Le reste de la constellation est assez peu visible. La tête du chien forme un triangle peu lumineux au-dessus de Sirius, et ses pattes arrière se prolongent pour encadrer la constellation de la Colombe.

Les étoiles de la constellation du Grand chien

Sirius

L'image ci-dessus du télescope spatial Hubble montre Sirius A, avec son faible et minuscule compagnon stellaire, Sirius B. Les astronomes ont surexposé l'image de Sirius A [au centre] de sorte que le faible Sirius B (petit point au centre) en bas à gauche] puisse être vu. Les pointes de diffraction en forme de croix et les anneaux concentriques autour de A*, ainsi que le petit anneau autour de Sirius B, sont des artefacts produits au sein du système d'imagerie du télescope. Les deux étoiles tournent l’une autour de l’autre tous les 50 ans. Sirius A, à seulement 8,6 années-lumière de la Terre, est le cinquième système stellaire le plus proche connu. L'image a été prise avec la caméra planétaire à grand champ 2 de Hubble.

Observation de Sirius

Sirius, également appelée Alpha Canis Majoris (α Canis Majoris/α CMa) par la désignation de Bayer, est est une système binaire : Sirius A est une étoile blanche de la Séquence principale, Sirius B est une naine blanche.

Sirius est l'étoile principale de la constellation du Grand Chien. Vue de la Terre, Sirius est l'étoile la plus brillante du ciel après le Soleil. Elle fait partie de la catégorie des étoiles blanches (selon la classification du catalogue de l'astronome Pietro Angelo Secchi).

Du fait de sa déclinaison, Sirius n'est jamais très élevée au-dessus de l'horizon depuis les latitudes tempérées de l'hémisphère nord. L'extinction atmosphérique atténue son éclat comparativement à Arcturus.

Sirius est de type spectral A0mA1. Son spectre montre des raies d'absorption très marquées de certains métaux. Sa composition chimique diffère de fait notablement de celle du Soleil, présentant une abondance en fer trois fois supérieure. Sa température de surface est de 9 845 Kelvins.

Du fait de sa proximité et de son éclat, Sirius est une des étoiles les plus étudiées des astronomes et fut l'objet de plusieurs « premières », notamment la détection de son mouvement propre et de sa vitesse radiale.

En plus de sa luminosité, Sirius est aisément repérable dans le ciel nocturne car :

• Elle se situe dans le prolongement direct de l'alignement des trois étoiles du baudrier d'Orion, à une vingtaine de degrés en direction du sud-est.
• L'étoile forme, avec Procyon et Bételgeuse, l'un des trois sommets du Triangle d'hiver et, avec Procyon, Pollux, Capella, Aldébaran et Rigel, elle constitue l'Hexagone d'hiver.

Déplacement par rapport au Soleil

Du fait de sa relative proximité par rapport au Soleil, Sirius est animée d'un mouvement propre important, c'est-à-dire que sa position sur la sphère céleste varie au cours du temps plus rapidement que nombre d'autres astres. C'est Edmond Halley qui mit ce mouvement propre pour la première fois en évidence, en 1717, se fondant sur la comparaison de la position d'alors de Sirius par rapport à celle transcrite par les astronomes de l'Antiquité grecque, notamment Hipparque.

En 1868, utilisant la spectroscopie, une discipline tout juste introduite en astronomie, William Huggins parvint pour la première fois à mettre en évidence le mouvement entre Sirius et le Soleil, c'est-à-dire sa vitesse radiale. Il publia une vitesse radiale de +47 km/s, alors que la valeur mesurée aujourd'hui est de −5,5 km/s.

Sirius B

Sirius B, est une naine blanche (en dessous, à gauche de Sirius A sur l'image concernant Sirius) de type spectral DA1, qui orbite avec une période de 50,13 ans. Ce fut la première naine blanche à être découverte, en 1862 par Alvan Graham Clark, et elle fait partie des trois naines blanches les plus connues, avec Procyon B et 40 Eridani B, parmi lesquelles elle est la plus massive. L'orbite du système Sirius A/Sirius B est assez fortement elliptique, la distance entre les deux astres variant entre 8,1 et 31,5 unités astronomiques, pour une distance moyenne de 19,5 UA. Les précédents passages au périastre du système se sont produits en 1944, 1994, le suivant étant prévu pour 2044.

La séparation angulaire entre ces deux astres devrait être suffisamment importante pour pouvoir distinguer les deux, mais la tâche est rendue extrêmement compliquée par le contraste extrême de luminosité entre les deux astres. Sirius B, trois fois plus chaude que sa compagne, est surtout beaucoup plus petite, du fait de sa nature de naine blanche, avec un diamètre comparable à celui de la Terre. Son éclat est donc bien moindre que celui de Sirius A, avec une magnitude apparente de seulement 8,44.

Pour les astronomes, le fait que l'étoile naine blanche la plus proche soit enfouie dans la lueur de l'étoile la plus brillante du ciel nocturne a toujours été une source de frustration. Ce vestige stellaire brûlé est un compagnon faible de Sirius, d'un blanc bleuté brillant. Une équipe internationale d'astronomes, utilisant le télescope spatial Hubble de la NASA pour isoler la lumière de la naine blanche, Sirius B, a pu mesurer précisément la masse de la naine blanche en se basant sur la façon dont son champ gravitationnel intense modifie les longueurs d'onde de la lumière émise par l'étoile.

Sirius B est plus petite que la Terre, mais beaucoup plus dense avec un champ gravitationnel 350 000 fois supérieur à celui de la Terre, ce qui signifie qu'une personne de 70 kg pèserait 22 millions de kilos debout à sa surface. La lumière de la surface de la naine blanche doit sortir de ce champ gravitationnel et est ainsi étirée vers des longueurs d'onde de lumière plus longues et plus rouges. Cet effet, prédit par la théorie de la relativité générale d'Einstein en 1916, est appelé décalage vers le rouge gravitationnel.

D'après les mesures du décalage vers le rouge par le télescope Hubble, Sirius B a une masse qui représente 98 % de celle de notre propre Soleil. Sirius lui-même a une masse deux fois supérieure à celle du Soleil et un diamètre de 2,4 millions de kilomètres.

Les objets célestes

Amas ouvert - M 41

NGC 2362 est un très jeune amas ouvert situé dans la constellation du Grand Chien. Il a été découvert par l'astronome sicilien Giovanni Battista Hodierna avant 1654. William Herschel a aussi observé cet amas le 4 mars 17831.

NGC 2362 est à environ 1 389 parsecs soit environ 4 530 années-lumière du système solaire et les dernières estimations donnent un âge de 8,2 millions d'années.

La taille apparente de l'amas est de 6 minutes d'arc, ce qui, compte tenu de la distance, donne une taille réelle maximale d'environ 7,9 années- lumière.

L'amas est centré sur l'étoile Tau Canis Majoris et c'est pour cette raison qu'on lui donne parfois le nom d'amas de Tau Canis Majoris. NGC 2362 est en relation gravitatinelle avec la nébuleuse géante Sh2-310 qui est à la même distance de nous.

Selon une étude publiée en 20096, la masse de l'amas serait d'environ 500 masses solaires.

Amas de Tau Canis Majoris - NGC 2362

Autres appellations : 3C144, 4C+21.19, IRAS05315+2158, NGC7089, PGC2817554, PGC2819678.

Déjà repéré en 1731 par l’astronome amateur anglais John Bevis, ce résidu de supernova sera (re)découvert par Charles Messier le 12 septembre 1758 alors qu’il recherchait une comète dans cette région.

William Parsons, à l’aide de son réflecteur de 90 cm, sera le premier à y distinguer des filaments qui lui valurent son nom commun : la nébuleuse du Crabe.

Jocelyn Bell Burnell découvrit en 1967 une étonnante précision dans le signal émis par le centre de cette nébuleuse. Elle venait d’y découvrir le premier « pulsar » : une étoile à neutron en rotation extrêmement rapide émettant un faisceau en émission X et radio qui balaie la Terre à chaque tour.

Aisément repérable par cheminement depuis l’étoile ζ, Messier 1 demande cependant de bonnes conditions d’observation pour parvenir à y discerner quelques détails; pour distinguer les filaments, une ouverture de 400 mm s’avère nécessaire.

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