Rotation de l’étoile polaire

L’étoile polaire est un repère céleste pour indiquer le pôle céleste nord. Cependant, elle est légèrement décalée du pôle ; cette étoile tourne donc comme les autres autour du pôle, à raison de 1 tour en 23h56min.

L’écart entre la Polaire et le pôle nord (distance au pôle) est très faible (entre 0,5 et 1°). Avec un instrument gradué assez simple, il suffit donc de mesurer la hauteur de la Polaire au-dessus de l’horizon, pour connaître la latitude de l’observateur : la hauteur du pôle est égale à la latitude du lieu.

Mais la distance au pôle a évolué lentement au fil des siècles, à cause du phénomène de précession des équinoxes. Au début du XVIe siècle, par exemple, il dépassait 3°.

La navigation en plein mer, hors de vue de la côte, à début à la fin du XVe siècle, marquant les débuts de la navigation astronomique. On mesurait la hauteur de la Polaire pour déduire la latitude du navire. La distance au pôle de la Polaire était connue, et les marins devaient procéder à des ajustements pour déduire de la hauteur la latitude du lieu. On voit sur la figure précédente que, selon la position de la Petite Ourse, la Polaire indique tantôt une hauteur trop élevée, trop basse ou identique à celle du pôle céleste.

Ces graphiques ont été réalisés avec le script Python disponible ci-dessous, et les modules matplotlib (graphiques), numpy (gestion de tables de données) et Skyfield (éphémérides astronomiques).

Ce dernier module télécharge un fichier d’éphémérides qui peut être assez volumineux selon la période historique souhaitée. Les deux figures ci-dessus n’utilisent pas le même fichier d’éphémérides (voir commentaires dans le script et la documentation du module).