Année (astronomie)
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Uneannéeest uneunité de tempsexprimant la durée entre deux occurrences d'un événement lié à la révolution de laTerreautour duSoleil.
Il n'existe pas à proprement parler d'une définition unique de l'année, mais d'un ensemble de définitions conduisant à des durées proches suivant les phénomènes — astronomiques ou non — qui servent à la mesurer.
Année civile
[modifier|modifier le code]Uneannée civileest l'intervalle de temps entre deux dates successives portant le même nom dans uncalendrier.
Lecalendrier grégoriena pour but de conserver l'équinoxede mars le plus près possible du21 mars.La longueur moyenne d'une année grégorienne est de: 365,242 5 jours. (365 j 5 h 48 min 58 s, soit 13 s de plus que nos calculs en l'an 2000).
Brahmagupta,enIndevers l'an 665 proposait 365 jours, 6 heures, 5 minutes et 19 secondes.
Astronomie
[modifier|modifier le code]Année julienne
[modifier|modifier le code]Uneannée julienneest une unité de temps définie exactement comme: 365,25jours(1 jour = 86 400s)[1].
Il s'agit de l'unité ordinaire utilisée dans divers contextes scientifiques. (Symbole « a »; multiples:1 ka = 1 000 a;1Ma= 1 000 ka = 1 000 000 a;1 Ga = 1 000 Ma = 109a).
Année sidérale
[modifier|modifier le code]Uneannée sidéraleest l'intervalle de temps durant lequel la Terre effectue une révolution complète de sonorbite,mesurée dans unréférentielfixe; c’est-à-dire qu'il s'agit du temps mis pour que, vu depuis la Terre, le Soleil retrouve la même position par rapport auxétoilessur lasphère céleste.
Une année sidérale dure en moyenne (époqueJ2000.0): 365,256363051j(soit 365 j 6h9min9,7676sou encore 1,000 017 421 08a).
Année tropique (année solaire)
[modifier|modifier le code]L'année tropique est « l'année des retours des saisons » et elle constitue la base descalendriers solaires.
Dans son acception contemporaine en science moderne, l'année tropiqueest définie comme l'intervalle de temps dans lequel la longitude moyenne duSoleilsur sonorbiteapparente, qu'est l'écliptique,croît de 360°.
Cette définition moderne tient compte du commencement detoutes les saisonset en donne sa valeurmoyenne.
Jusqu'à une époque récente, on confondait généralementl'année tropiqueet «l'année vernale», c'est-à-dire l’intervalle de temps qui s’écoule entre deux passages successifs du Soleil à l’équinoxevernal. Cette définition ancienne ne tenait donc pas compte du débutdu printemps septentrional uniquement.En réalité l'année vernale et l'année tropique sont bien différentes.
En l'an2000,J2000.0,l'année tropique proprement dite, donc moyennée sur tous les points de l'écliptique,valait: 365,242 189 8j(soit 365 j 5h48min45,198sou encore 31 556 925,198s). Selon une proposition deJohann Heinrich von Mädlerune très bonne approximation est 365 + 31/128 j (ou 365 + 1/4 - 1/128 j, soit 365 j 5h48min45s).
Elle diminue régulièrement, actuellement, d'environ 0,530 3spar siècle.
L'intérêt de la proposition de Mädler réside donc dans le fait qu'en supprimant 1 jour tous les 3200 ans, donc tous les 8 cycles de 400 ans, l'année civile ne se décale plus, en 3200 ans, que de 10 min 35,904 s en retard par rapport à l'année tropique de 2000, contre 57 min 36 s pour une année civile de 365,2422 j. Si on tient compte du ralentissement de 0,530 s par siècle, le ralentissement total étant de 0,530*n*(n+1)/2 siècles, au bout de 32 siècles le décalage est même de seulement 5 min 56 s en retard en l'an 5200, au bout de 64 siècles le décalage est de 2 min 49,41 s toujours en retard en l'an 8400, et au bout de 96 siècles le décalage est de 5 m 20 s en avance en l'an 11 600. En allant plus loin il faudrait 19 cycles de 3200 ans pour se décaler d'une seule journée, soit 60 800 ans.
Année anomalistique
[modifier|modifier le code]Uneannée anomalistiqueest l'intervalle de temps mis pour que la Terre effectue une révolution par rapport aupérihéliede son orbite. L'orbite de la Terreétant elliptique, la Terre est au plus proche du Soleil à son périhélie (leen 2000) et au plus loin à son aphélie (leen 2000).
À cause de perturbations gravitationnelles des autres planètes, la forme et l'orientation de cette orbite n'est pas fixe et les apsides avancent lentement dans un référentiel fixe, suivant un cycle d'environ 112 000 ans. L'année anomalistique est ainsi légèrement plus longue que les années sidérale et tropique.
L'année anomalistique dure en moyenne (époqueJ2000.0): 365,259 635 864j(soit 365 j 6h13min52,539sou encore 1,000 026 381 56a).
Année draconitique
[modifier|modifier le code]Une année draconitique, aussi dénomméeannée écliptique,est le temps mis par le Soleil (observé depuis la Terre) pour effectuer une révolution par rapport aunœud ascendantlunaire (le point où l'orbite de la Lune coupe l'écliptique du sud au nord). Autrement dit, c'est l'intervalle de temps qui sépare deux passages consécutifs du Soleil par le nœud ascendant de l'orbite lunaire. L'orbite lunaire subissant une précession relativement rapide, cette année est considérablement plus courte que les autres années astronomiques. Cette période est associée auxéclipses,qui se produisent lorsque le Soleil et la Lune sont proches de ces nœuds; les éclipses se produisent donc dans un intervalle d'un mois (environ): la «saison d'éclipses», toutes les demi-années draconitiques.
L'année draconitique dure en moyenne: 346,620075883j(soit 346 j 14h52min54s,époqueJ2000.0).
Année gaussienne
[modifier|modifier le code]Uneannée gaussienneest l'année sidérale d'uneplanètehypothétique d'une masse négligeable par rapport à celle du Soleil, dont l'orbite ne serait pas perturbée par les autres planètes et qui serait gouvernée par laconstante gravitationnelle de Gauss(dans le cadre de latroisième loi de Kepler).
L'année gaussienne est égale à: 365,2568983j(soit 365 j 6h9min56s).
Année besselienne
[modifier|modifier le code]Uneannée besselienneest une année tropique qui débute lorsqu'un Soleil fictif atteint une longitude moyenne de 280°.
Grande année
[modifier|modifier le code]Unegrande annéeou année platonique correspond à unerévolutioncomplète deséquinoxesautour de l'écliptique. Sa durée est d'environ 25 700 ans, mais elle ne peut pas être déterminée précisément, la vitesse de précession étant variable.
Année héliaque
[modifier|modifier le code]Uneannée héliaqueest l'intervalle de temps situé entre deuxlevers héliaquesd'uneétoile.Elle est proche d'une année sidérale, mis à part les différences dues aumouvement proprede l'étoile et à laprécession des équinoxes.
Année sothiaque
[modifier|modifier le code]Uneannée sothiaqueest l'intervalle de temps entre deuxlevers héliaques de Sirius.Elle est très proche de l'année julienne de: 365,25 jours.
Changements
[modifier|modifier le code]La durée exacte d'une année astronomique varie au cours du temps. Les causes principales de changement sont:
- Laprécession des équinoxes,qui décale la position des équinoxes par rapport aux apsides de l'orbite terrestre (le grand axe).
Une position tropique donnée, par exemple les solstices ou les équinoxes (ou une autre position quelconque) se déplaçant vers lepérihéliese produit avec une période décroissante d'année en année, car l'arc non parcouru devient plus petit et dans un secteur de vitesse de parcours croissante; une autre se déplaçant vers l'aphéliese produit avec une période croissante, pour les raisons inverses.
Néanmoins, ceci ne fait varier que la période entre des points particuliers de l'orbite, la période moyenne reste constante. - L'influence gravitationnelle de la Lune et des autres planètes, qui modifie l'orbite de la Terre autour du Soleil; de manièrechaotiqueà long terme, mais dans un certain intervalle bien inférieur aux orbites des planètes voisines[2].
- Lesforces de maréeentre la Terre, la Lune et le Soleil augmentent la durée du jour et du mois; et, dans une bien moins grande mesure, tendent aussi à augmenter la durée de l'année[3],[4].Cette augmentation de la durée dujour solaire moyenmodifie la longueur (relative) de l'année, dont le nombre de jours qu'elle comporte diminue au cours desères[5].
- À long terme, la diminution de lamassetotale du Soleil, causée par levent solaire(~ 1 million de tonnes par seconde) et la radiation de l'énergie générée par lafusion nucléaireen son cœur et rayonnée en surface (~ 4,3 millions de tonnes par seconde), tendent à augmenter la période orbitale de la Terre (approximativement 1,25microsecondede plus par année[6]).
Ce qui induit une tendance à l'éloignement de ~ 4mm/an[7].[réf. nécessaire] - D'autres effets extrêmement faibles tendraient au contraire à réduire la période orbitale terrestre:par l'effet Poynting-Robertson(environ 30nanosecondespar année)[réf.souhaitée];ainsi que parradiation gravitationnelle(environ 110attosecondespar année[8]).
Cette dernière aurait induit un rapprochement de la distanceTerre-Soleilde seulement environ 2,4 millimètres depuis la formation de la Terre[9]. - Lors des temps passés, comme auPaléozoïque,la Terre tournant plus vite sur elle-même, la durée d'une année comptait donc davantage de jours et il fallait par exemple environ 450 jours auSilurienpour passer à une nouvelle année.
Comparaisons
[modifier|modifier le code]- 353, 354 ou 355 jours: longueur des années régulières dans certainscalendriers luni-solaires.
- 354,37 jours: 12 mois lunaires; durée moyenne d'une année dans lescalendriers lunaires(calendrier hégirien).
- 365 jours: année régulière dans la plupart descalendriers solaires.
- 365,24219 jours: année tropique moyenne aux alentours de l'an 2000.
- 365,2425 jours: durée moyenne d'une année dans lecalendrier grégorien.
- 365,25 jours: durée moyenne d'une année dans lecalendrier julien.
- 365,25636 jours: année sidérale.
- 366 jours:année bissextiledans de nombreux calendriers solaires.
- 383, 384 ou 385 jours: longueur des années bissextiles dans certains calendriers luni-solaires.
- 383,9 jours: 13 mois lunaires; une année bissextile dans certains calendriers luni-solaires.
Le tableau suivant donne une comparaison entre les différentes années astronomiques:
| Année | Secondes | Jours solaires | Jours sidéraux |
|---|---|---|---|
| Tropique | 31 556 925 | 365,242190517 | 366,24257448 |
| Julienne | 31 557 600 | 365,250000000 | 366,25040620 |
| Sidérale | 31 558 149 | 365,256363051 | 366,25677777 |
| Anomalistique | 31 558 433 | 365,259635864 | 366,26006846 |
| Draconitique | 29 947 975 | 346,620075883 | 347,56945550 |
- 1jour solaire= 86 400s.
- 1jour sidéral= 86 164s.
Voir aussi
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Articles connexes
[modifier|modifier le code]Notes et références
[modifier|modifier le code]- (en)Union astronomique internationale,«Recommendations concerning Units»(consulté le).
- Par des simulations informatiques, il est estimé qu'il y aurait environ 1 % de « chances » pour que les orbites des planètes telluriques arrivent à se frôler, voire à s'intercepter, sur les milliards d'années à venir (où rétrospectivement, qu'elles ont pu l'être dans les milliards d'années passées...); voir site de Futura-Sciences:Quand le chaos détruira le système solaire...
- En effet, le couple Terre-Lune doit créer un (très léger) bourrelet sur le Soleil qui est entrainé par la rotation solaire, ce qui doit faire un couple accélérateur (pour le système Terre-Lune) augmentant ainsi progressivement la durée de l'année. Cet effet existerait pour tous les corps du Système solaire, et principalement dans le cas de Jupiter!... Cet effet systématique, transférant de l'énergie de rotation du Soleil au système Terre-Lune, est difficile à quantifier. Mais, par déduction par rapport aux estimations des autres causes détaillées ci-après, il semblerait que ce serait l'effet principal de variation de l'année! Qui serait de l'ordre de 40 microsecondes par an, pour un éloignement de l'ordre de 15 centimètres par an; (voir référence suivante).
- (en)Georgij A.Krasinskyet Victor A.Brumberg,«Secular Increase of Astronomical Unit from Analysis of the Major Planet Motions, and its Interpretation»,Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy,vol.90,nos3-4,,p.267-288(DOI10.1007/s10569-004-0633-z,Bibcode2004CeMDA..90..267K,résumé,lire en ligne[PDF],consulté le)
- Ce qui signifie que l'augmentationintégréedu jour solairesur une annéeest supérieure à l'augmentation de l'année elle-même.
- Calcul basé sur lamasse solaireM☉≈ 2 × 1030kget le taux de perte ~ 5 × 109kg/s;d'où un changement (diminution) massique fractionnaire de ~ 8 × 10−14par année. La période dépend de,donc augmentera d'une fraction ~ 4 × 10−14par année; soit de:4 × 10−14a−1× 31,5 × 106s= 1,3 × 10−6s/a).
- Calcul basé sur la variation de l'axe de l'orbiteRvariant commeP2/3;soit de:0,67 × 4 × 10−14a−1× 150 × 109m= 4 × 10−3m/a.
- Calcul basé sur la puissance rayonnée de ~ 300Wdonnant un changement annuel d'énergie orbitale de300W× 31,5 × 106s= 9,5 × 109J;et de l'énergie cinétique de révolution terrestre qui est de1/2 × 6 × 1024kg× (3 × 104m/s2) = 2,7 × 1033J.Cette énergie varie comme:et la périodePvarie comme:R1,5,donc l'énergie cinétique et le rayon de l'orbite varient d'une fraction ~ 3,5 × 10−24par année, soit de3,5 × 10−24a−1× 31,5 × 106s= 1,1 × 10−16s/a).
- Calcul basé sur la variation intégrée de l'axe de l'orbite; soit de:3,5 × 10−24a−1× 150 × 109m× 4,5 × 109a= 2,4 × 10−3m.
