LA REFRACTION ASTRONOMIQUE

Lorsqu'un rayon lumineux passe d'un milieu transparent dans unautre, il subit, en traversant la surface de séparation desdeux milieux, une déviation brusque qu'on appelleréfraction. Exemple : plongez votre doigt dans un verred'eau, il vous apparaît plié car l'image de votre doigtest déformée en passant de l'eau à l'air(maintenant, allez vous essuyer les mains).

Chaque milieu translucide est caractérisé par sonindice de réfraction ; plus l'indice est élevé,plus les rayons sont déviés :

Les différentes couches de l'atmosphère terrestre secomportent comme autant de milieux d'indices de réfractiondifférents, croissant avec la densité de l'air. Enaltitude où la pression est faible, l'indice est plus faiblequ'au niveau de la mer. De même, l'air froid (donc dense)réfracte plus qu'un air chaud.

Quand un rayon lumineux traverse l'atmosphère, il ne sepropage plus en ligne droite. En effet, il passe à chaqueinstant d'une couche douée d'un certain pouvoirréfringent à une autre couche douée d'un autrepouvoir réfringent. Il subit alors une série deréfractions, de sorte que sa trajectoire cesse d'êtrerectiligne et devient curviligne.

Ainsi, quand on observe un astre depuis la surface de la Terre, lerayon lumineux qui vient de cet astre traverse l'atmosphèredont les couches inférieures sont beaucoup plus denses que lescouches supérieures, avant d'atteindre l'oeil del'observateur. La réfraction astronomique a tendance àrapprocher les objets du zénith, et on devraitthéoriquement apporter une légère correction auxpositions d'objets données par leséphémérides.

hauteur apparente (hauteur à laquelle on voit l'objet au-dessus de l'horizon)

valeur de la réfraction

hauteur réelle

écart

90° (zénith)

90°

0 %

80°

11"

79°59°49"

0,0038 %

60°

35"

59°59'25"

0,016 %

40°

1'12"

39°58'48"

0,05 %

20°

2'44"

19°57'16''

0,23 %

10'14"

4°49'46"

3,4 %

19'07"

1°40'53"

16 %

25'37"

0°34'23"

43 %

30' (diamètre solaire ou lunaire)

30'21"

- 0°00'21"

101%

0° (horizon)

36'36"

- 0°36'36"

ns

réfraction normale donnéedans la Connaissance des Temps :
altitude 0, latitude 45°,température 0°C, pression 1013,25 hPa,
tension partielle de vapeur d'eau 8 hPa

Les chiffres du tableau précédent montrent quel'écart reste très faible, sauf lorsqu'on observetrès près de l'horizon, comme c'est le cas pour leCanigou par exemple. Ainsi, un objet situé à 30' d'arcsous l'horizon réel peut encore être visible.Incroyable, non ?

Ces valeurs sont à corriger en fonction des conditionsmétéorologiques (température, pression, tensionpartielle de vapeur d'eau). Dans certains cas, la réfractionpeut être plus élevée, et on voit alors encoreplus bas sous l'horizon réel.