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La magnitude



Pour mesurer la luminosité ou brillance des astres, les astronomes utilisent une unité appelée magnitude.

Il existe deux types de magnitude :
- La magnitude apparente
- La magnitude absolue


  Explications  

Plus un astre est brillant, plus sa magnitude est petite (voire négative). Ainsi une étoile de 1re magnitude est plus brillante qu'une étoile de 2e magnitude. En fait la magnitude est une grandeur qui permet de mesurer la luminosité des astres.

  Origines de la magnitude  

Nous la devons à l'astronome grec Hipparque (IIe siècle av J-C). Il fut l'un des premiers astronomes de l'Antiquité à collecter des informations pour bâtir des catalogues stellaires donnant la position et l'éclat des étoiles visibles à l'oeil nu. Son plus grand catalogue comprenait un peu plus de 1000 étoiles. Les vingt plus brillantes étaient classées dans la catégorie "étoiles de première grandeur", les autres se répartissaient ensuite sur cinq échelons, jusqu'aux "étoiles de sixième grandeur" qui étaient les plus faibles visibles à l'oeil nu.

Après avoir pointé vers le ciel sa première lunette astronomique, Galilée fut contraint d'inventer la 7e magnitude pour désigner les étoiles invisibles à l'oeil nu mais révélées par son instrument. Jusqu'au milieu du XIXe siècle, les astronomes ajoutèrent peu à peu de nouveaux échelons mais sans vraiment modifier la logique du système inventé près de 2000 ans plus tôt ! Il devint alors urgent, pour faire face à l'inflation des catalogues stellaires, de ne pas laisser la classification des magnitudes à la seule perception de l'oeil humain, et de mettre en évidence une loi de variation de luminosité des astres.

Le premier qui formalisa le passage d'une magnitude à une autre fut l'astronome anglais Norman Pogson. En 1856, il proposa de considérer qu'une différence de 5 magnitudes était égale à une différence d'éclat de 100 fois. Le rapport entre deux échelons de magnitude devenait alors égal à la racine cinquième de 100 soit 2,512 fois.

Pour Hipparque et pour tous les savant jusqu'au XIXe siècle, les étoiles les plus brillantes étaient toutes de 1re grandeur, sans qu'il soit fait aucune distinction dans ce groupe. Pourtant, il était manifeste à l'oeil nu que Sirius était nettement plus brillante que Véga, alors que les deux astres se trouvaient sur le même échelon de magnitude. La création d'appareils capables de mesurer précisément des éclats (photomètres) permit de dépasser cette limite et d'appliquer la formule de Pogson à tous les astres. L'échelle des magnitudes débutant initialement à l'unité, les astres plus brillants furent dotés de magnitudes plus petites, voire négatives. La magnitude apparente de Sirius devint ainsi égale à -1,46 et celle de Véga à + 0,03. La magnitude apparente de Véga est donc 3,9 fois moindre que celle de Sirius (2,512(0,03+1,46)).

Aujourd'hui, l'échelle de magnitudes s'étend de -26,74 (Soleil) à +30 (galaxies photographiées par le télescope spatiale Hubble en 18 heures de pose !).

  Magnitude apparente et magnitude absolue  

Il ne faut pas confondre la magnitude apparente et la magnitude absolue.

La magnitude apparente s'applique aux étoiles et aux planètes et fait référence à leur éclat apparent depuis la Terre.

La magnitude absolue indique l'éclat qu'auraient les étoiles si on les plaçait à la même distance de la Terre (en l'occurrence à 32,6 années-lumière, soit 10 parsecs)

La magnitude apparente ne nous renseigne en rien sur l'éclat réel de l'astre et ne donne aucune indication sur sa nature physique, ce que fait en revanche la magnitude absolue. Ainsi, lorsque vous découvrez un beau ciel, les étoiles les plus brillantes, celles qui possèdent les magnitudes apparentes les plus fortes, ne sont pas forcément les plus grosses et les plus lumineuses !

  Comparaisons  

Astre Magnitude apparente
Soleil -27
Pleine Lune -13
Vénus (planète la plus brillante) -4
Sirius (étoile la plus lumineuse) -1
Limite de sensibilité de l'oeil nu 5
Pluton (planète la moins brillante) 14
Limite de sensibilité de Hubble 30


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Auteur : Didier Walliang
Textes tirés du Guide du ciel de Guillaume Cannat (Nathan)


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