Ebook Ephémérides astronomiques 2013 | EDP Sciences

MecaniCeleste2011.qxd   17/09/12  10:56  Page 1

B U R E A U   D E S   L O N G I T U D E S

I n s t i t u t   d e   M é c a n i q u e   C é l e s t e

ASTRONOMIQUES

2 0 1 3

Cet ouvrage d'éphémérides destiné aux astronomes, aux professeurs et aux étudiants est divisé

en deux parties.

STR

La première partie donne l'état actuel des connaissances sur les constantes astronomiques

ONOMIQUES 2013 

fondamentales, les échelles de temps, les systèmes de référence, la rotation de la Terre, les

changements de coordonnées. On y trouve aussi les explications nécessaires au calcul des

éphémérides à partir des tables numériques fournies dans la deuxième partie et à l'usage du

logiciel accompagnant l'ouvrage.

sidéral, les nutations en longitude et en obliquité, les variables se référant aux nouveaux concepts

intermédiaire, angle s) et les coordonnées du Soleil, de la Lune et des planètes. Elle donne aussi

les coordonnées tangentielles aux heures les plus proches des élongations des satellites de Mars,

ASTRONOMIQUES

des satellites galiléens de Jupiter, des huit premiers satellites de Saturne et des cinq principaux

satellites d'Uranus. 

CONNAISSANCE 

C O N N A I S S A N C E

Ce nouveau modèle dynamique et les éphémérides associées font l'objet du chapitre 7.

D E S   T E M P S

seulement toutes les variables tabulées dans la Connaissance des Temps mais aussi les coordonnées

horizontales et les levers et couchers des astres. Elles sont donc bien adaptées à la préparation

DES TEMPS

La Connaissance des Temps a été créée en 1679 par Joachim Dalancé. Cette édition, publiée sous

2 0 1 3

la responsabilité du Bureau des longitudes depuis 1795, est la 335e d'une éphéméride qui a paru

sans interruption depuis sa création.

38 euros

978-2-7598-0816-8

www.edpsciences.org

BUREAU DES LONGITUDES 

  

OBSERVATOIRE DE PARIS 

ASTRONOMIQUES  

2013 

CONNAISSANCE DES TEMPS 

                           

17, avenue du Hoggar 

91944 Les Ulis Cedex A, France 

EME AUTEUR

Publications ´

ees par EDP Sciences

Annuaire du Bureau des longitudes. Guide de donn´ees astronomiques 2013.

Agenda astronomique pour 2013.

Le Passage de V´enus, IMCCE et observatoire de Paris, 2004

Connaissance des Temps (1997) (r´e´edition en 1998).

Le Manuel des ´eclipses, ´edition en 2005.

Publication ´

ee par Edinautic, Paris

Eph´em´erides Nautiques 2013.

Publications ´

ecanique c´

eleste et de calcul des ´

erides

a la Connaissance des Temps.

Le Calendrier R´epublicain (r´e´edition en 1994).

(par Guy Boistel, co-´edition Edite, 2010).

Publications ´

Les rendez-vous de V´enus (CD-ROM).

V´enus : le 8 juin 2004 (CD-ROM).

D´edi´e au passage de V´enus sur le disque du Soleil.

AVANT-PROPOS

La Connaissance des Temps est, de toutes les ´eph´em´erides publi´ees de nos jours, la plus ancienne

a parution annuelle,

concepts nouveaux, fournira les ´eph´em´erides des corps c´elestes avec une pr´ecision toujours accrue.

le Bureau des longitudes est cr´e´e, la r´ealisation de la Connaissance des Temps lui est attribu´ee.

u un Service des calculs et de m´ecanique c´eleste voit le

ot´e des

de th´eories nouvelles. Elles remplaceront progressivement celles ant´erieurement employ´ees pour

conventions sur lesquels reposent ces ´eph´em´erides.

Pierre Ba¨

Pr´esident du Bureau des longitudes

a la fois :

solaire ;

actuel des connaissances sur les constantes astronomiques fondamentales, les ´echelles de temps,

a partir de 2008, des nouvelles ´eph´em´erides des satellites galil´eens, L1, des satellites

sid´eral, les nutations en longitude et en obliquit´e, les coordonn´ees du Soleil, de la Lune, des

aux heures les plus proches des ´elongations des satellites de Mars, des satellites galil´eens de

c´eleste interm´ediaire, angle s.

des instances internationales.

a partir de la

Connaissance des Temps 2006 :

cours.

CONNAISSANCE DES TEMPS

Cr´e´ee en 1679 par Joachim Dalanc´e, la Connaissance des Temps est publi´ee sous la respon-

sans interruption depuis sa cr´eation.

aux astronomes amateurs, les ´

Eph´em´erides Nautiques, destin´ees aux marins, les ´

Eph´em´erides

a la Connaissance des

satellites de Saturne, ainsi que des ´eph´em´erides de certains petits satellites de Jupiter et de Saturne.

et de calcul des ´eph´em´erides

J-E. Arlot, M. Birlan

Responsables de la publication

R´ealisation du CD-ROM : Le logiciel fourni sur le CD-ROM a ´et´e d´evelopp´e par J. Normand et

G. Romero.

Ch. Ruatti.

a la construction des

a reproduire de larges

Teyssandier qui nous a aid´e dans la traduction de la section 3.2 et G. Francou pour ses conseils

LISTE DES ACRONYMES

Association Internationale de G´eod´esie (voir aussi IAG)

Barycentric Celestial Reference System

Basic Earth Parameters

Bureau international des poids et mesures

Bureau national de m´etrologie

Barycentric Reference System

Celestial Ephemeris Origin

Celestial Ephemeris Pole

Conf´erence g´en´erale des poids et mesures

Celestial Intermediate Origin

Celestial Intermediate Pole

Comit´e international des poids et mesures

Celestial Intermediate Reference System

Dynamical Geocentric Reference System

Doppler Orbitography Radio-positioning Integrated by Satellite

Earth Orientation Parameters

Earth Rotation Angle

Ephemeris Time (voir aussi TE)

Free Core Nutation

Global Astrometris Interferometer for Astrophysics

Geocentric Celestial Reference System

Greenwich Mean Sidereal Time

Global Positioning System

Geocentric Reference System

General Relativity Theory

Greenwich Sidereal Time

International Association of Geodesy (voir aussi AIG)

International Astronomical Union (voir aussi UAI)

International Celestial Reference Frame

International Celestial Reference System

International Earth rotation and Reference systems Service

International GPS Service

Institut de m´ecanique c´eleste et de calcul des ´eph´em´erides

International Reference Meridian

CONNAISSANCE DES TEMPS

International Terrestrial Reference Frame

International Terrestrial Reference System

Jet Propulsion Laboratory

Kinematical Geocentric Reference System

Lunar Laser Ranging

Length of Day

Monitoring of Earth Rotation and Inter-comparison of Techniques

Non Rotating Origin (origine non-tournante)

Prograde Free Core Nutation

Space Interferometry Mission

Satellite Laser Ranging

Temps atomique international

Temps coordonn´ee barycentrique

Temps coordonne g´eocentrique

Temps dynamique barycentrique

Temps dynamique terrestre

Temps des ´eph´em´erides (voir aussi ET)

Terrestrial Ephemeris Origin

Terrestrial Intermediate Origin

Terrestrial Intermediate Reference System

Temps terrestre

Temps universel (voir aussi UT)

Union Astronomique Internationale (voir aussi IAU)

Union G´eod´esique et G´eophysique Internationale

Universal Time (voir aussi TU)

Universal Time Coordinated (Temps universel coordonn´e)

Very Long Baseline Array

Very Long Baseline Interferometry

NOTATIONS

u elles sont introduites. Nous

suivants :

cycle par jour sid´eral

ECANIQUE C´

ELESTE

ET DE CALCUL DES ´

ERIDES

Les serveurs sur Internet

http ://www.imcce.fr

http ://www.imcce.eu

Ces serveurs sont accessibles aux adresses http://www.imcce.fr et http://www.imcce.eu.

Avant-propos

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Pr´eface

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I. v

Liste des acronymes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I. vii

Notations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Errata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

ERE PARTIE : INTRODUCTION AUX ´

ERIDES . . . . . . . . I. 1

ees astronomiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I. 3

1.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I. 3

1.5. Autres constantes et unit´es . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I. 31

1.6. Bibliographie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I. 34

Echelles de temps

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I. 39

2.1. Introduction. Le temps et les astronomes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I. 39

Evolution des ´echelles de temps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I. 40

2.3. Le temps universel (TU ou UT, Universal Time)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . I. 42

2.4. Le temps atomique international (TAI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I. 43

2.5. Le temps universel coordonn´e (UTC, Universal Time Coordinated) . . . . . . . . . . I. 46

2.6. Le temps des ´eph´em´erides (TE ou ET, Ephemeris Time) . . . . . . . . . . . . . . . I. 49

2.7. Les ´echelles de temps relativistes

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I. 50

2.8. Bibliographie

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I. 55

emes de r´

erence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I. 63

CONNAISSANCE DES TEMPS

3.7. Bibliographie

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I. 109

4. Rotation de la Terre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I. 115

4.2. La pr´ecession

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I. 121

4.5. Bibliographie

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I. 146

5. Changements de coordonn´

ees . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I. 149

5.1. Notions pr´eliminaires

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I. 149

5.2. Coordonn´ees usuelles

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I. 151

5.3. Formules de changements de coordonn´ees . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I. 156

5.5. Bibliographie

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I. 168

etes et de la Lune : la solution INPOP . . . . . . . . . . I. 169

6.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I. 169

6.3. Ajustement aux observations

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I. 171

6.4. Bibliographie

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I. 174

eles orbitaux des satellites naturels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I. 175

7.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I. 175

7.3. Ajustement aux observations

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I. 176

7.4. Repr´esentation des solutions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I. 178

7.5. Bibliographie

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I. 180

8. Explications li´

ees aux ´

erides de la Connaissance des Temps . . . . . . . . I. 181

8.1. Pr´esentation des ´eph´em´erides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I. 181

8.2. Sources des ´eph´em´erides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I. 185

8.3. Utilisation des ´eph´em´erides tabul´ees . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I. 186

8.4. Utilisation des ´eph´em´erides ´electroniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I. 188

8.5. Pr´ecision des ´eph´em´erides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I. 190

8.6. Bibliographie

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I. 194

EME PARTIE : ´

ERIDES POUR 2013 . . . . . . . . . . . . . . . II. 1

Temps sid´

eral, nutation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II. 3

Temps sid´eral, nutation en longitude et obliquit´e

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II. 4

Angle de rotation de la Terre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II. 9

Angle de rotation de la Terre, ´equation des origines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II. 10

eleste interm´

ediaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II. 15

Coordonn´ees du CIP X et Y, Angle s

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II. 16

Soleil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II. 21

Longitude, latitude, rayon vecteur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II. 22

Ascension droite, d´eclinaison, temps de passage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II. 26

Coordonn´ees rectangulaires (X, Y, Z) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II. 30

Lune . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II. 35

Ascension droite, d´eclinaison, distance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II. 36

etes principales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II. 53

Coordonn´ees h´eliocentriques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II. 54

Mercure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II. 54

V´enus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II. 58

Mars . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II. 60

Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II. 61

Coordonn´ees g´eocentriques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II. 62

Mercure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II. 62

V´enus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II. 66

Mars . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II. 70

Jupiter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II. 74

Saturne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II. 78

Uranus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II. 82

Neptune . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II. 86

Pluton et ast´

Coordonn´ees g´eocentriques

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II. 92

Pluton

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II. 92

Pallas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II. 94

Junon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II. 95

CONNAISSANCE DES TEMPS

Vesta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II. 96

Satellites de Mars . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II. 97

Coordonn´ees tangentielles aux heures les plus proches des plus grandes ´elongations Est

. II. 98

Phobos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II. 98

D´eimos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II. 106

Satellites de Jupiter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II. 109

Coordonn´ees tangentielles aux heures les plus proches des plus grandes ´elongations . . . II. 110

Io . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II. 110

Europe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II. 114

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II. 116

Callisto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II. 117

Satellites de Saturne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II. 119

Coordonn´ees tangentielles aux heures les plus proches des plus grandes ´elongations . . . II. 120

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II. 120

Encelade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II. 126

T´ethys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II. 130

Dion´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II. 133

Rh´ea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II. 135

Titan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II. 136

Hyp´erion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II. 137

Japet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II. 137

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II. 139

Coordonn´ees tangentielles aux heures les plus proches des plus grandes ´elongations . . . II. 140

Miranda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II. 140

Ariel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II. 144

Umbriel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II. 147

Titania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II. 149

Ob´eron . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II. 150

Calendrier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II. 151

Composition du Bureau des longitudes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II. 157

ERE PARTIE

INTRODUCTION AUX ´

ERIDES

Chapitre 2. ´

Echelles de temps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I. 39

Chapitre 4. Rotation de la Terre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I. 115

Chapitre 5. Changements de coordonn´ees . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I. 149

Chapitre 8. Explications li´ees aux ´eph´em´erides de la Connaissance des Temps . . . I. 181

CHAPITRE 1

EFINITIONS ET DONN´

EES ASTRONOMIQUES

A. BEC-BORSENBERGER, J.-L. SIMON, D. HESTROFFER et M. BIRLAN

1.1. INTRODUCTION

a Paris du 18 au 21 mai 1896

a partir de

actuellement en usage. Nous noterons :

de Rotation de la Terre (IERS, International Earth rotation and Reference systems Service) ;

CONNAISSANCE DES TEMPS

eme fondamental

ind´ependantes du point de vue dimensionnel.

Grandeur

Symbole

Longueur

kilogramme

seconde

Intensit´e de courant ´electrique

Temp´erature thermodynamique

kelvin

Intensit´e lumineuse

candela

exactes.

pour les sept unit´es de base sont les suivantes, les sigles CGPM d´esignant la Conf´erence g´en´erale

des poids et mesures et CIPM, le Comit´e international des poids et mesures.

a la masse du pro-

totype international du kilogramme (1er CGPM, 1889 et 3e CGPM, 1901). Ce prototype

international en platine iridi´e est conserv´e au Bureau International.

EFINITIONS ET DONN´

EES ASTRONOMIQUES

Unit´e de temps : la seconde est la dur´ee de 9 192 631 770 p´eriodes de la radiation

(CIPM, 1946 et 9e CGPM, 1948).

Unit´e de temp´erature thermodynamique : le kelvin est la fraction 1/273.16 de la

a des atomes de carbone 12 non

li´es, au repos et dans leur ´etat fondamental.

(16e CGPM, 1979).

liant les grandeurs correspondantes (cf. Bureau des longitudes, 1981).

abrog´ee par la 11e CGPM, (1995). Ces unit´es sont d´esormais interpr´et´ees comme unit´es d´eriv´ees

sans dimension.

pour symbole sr.