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Année (astronomie)

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Pour les articles homonymes, voirAnnée.

Uneannée est uneunité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un événement lié à la révolution de laTerre autour 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

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Article détaillé :Année (calendrier).

Uneannée civile est l'intervalle de temps entre deux dates successives portant le même nom dans uncalendrier.

Lecalendrier grégorien a pour but de conserver l'équinoxe de mars le plus près possible du. 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, enInde vers l'an 665 proposait 365 jours, 6 heures, 5 minutes et 19 secondes.

Astronomie

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Année julienne

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Uneannée julienne est une unité de temps définie exactement comme : 365,25jours (1 jour = 86 400 s)[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 = 1 000 000 000a).

Année sidérale

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Article détaillé :année sidérale.

Uneannée sidérale est l'intervalle de temps durant lequel la Terre effectue une révolution complète de sonorbite, mesurée dans unréférentiel fixe ; 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 auxétoiles sur lasphère céleste.

Une année sidérale dure en moyenne (époqueJ2000.0) : 365,256363051j (soit 365 j 6h 9min 9,7676s ou encore 1,000 017 421 08 a).

Année tropique (année solaire)

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Article détaillé :année tropique.

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 tropique est définie comme l'intervalle de temps dans lequel la longitude moyenne duSoleil sur sonorbite apparente, qu'est l'écliptique, croît de 360°.

Cette définition moderne tient compte du commencement detoutes les saisons et en donne sa valeurmoyenne.

Jusqu'à une époque récente, on confondait généralementl'année tropique et « l'année vernale », c'est-à-dire l’intervalle de temps qui s’écoule entre deux passages successifs du Soleil à l’équinoxe vernal. 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 8 j (soit 365 j 5h 48min 45,198 s ou encore 31 556 925,198 s). Selon une proposition deJohann Heinrich von Mädler une très bonne approximation est 365 + 31/128 j (ou 365 + 1/4 - 1/128 j, soit 365 j 5h 48min 45 s).

Elle diminue régulièrement, actuellement, d'environ 0,530 3 s par 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

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Uneannée anomalistique est l'intervalle de temps mis pour que la Terre effectue une révolution par rapport aupérihélie de son orbite. L'orbite de la Terre étant elliptique, la Terre est au plus proche du Soleil à son périhélie (le en 2000) et au plus loin à son aphélie (le en 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) : 365,259 635 864 j (soit 365 j 6h 13min 52,539s ou encore 1,000 026 381 56 a).

Année draconitique

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Une année draconitique, aussi dénomméeannée écliptique, est le temps mis par le Soleil (observé depuis la Terre) pour effectuer une révolution par rapport aunœud ascendant lunaire (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 14h 52min 54s, époqueJ2000.0).

Année gaussienne

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Uneannée gaussienne est l'année sidérale d'uneplanète hypothétique 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 6h 9min 56s).

Année besselienne

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Uneannée besselienne est une année tropique qui débute lorsqu'un Soleil fictif atteint une longitude moyenne de 280°.

Grande année

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Unegrande année ou année platonique correspond à unerévolution complète deséquinoxes autour 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

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Uneannée héliaque est l'intervalle de temps situé entre deuxlevers héliaques d'uneétoile. Elle est proche d'une année sidérale, mis à part les différences dues aumouvement propre de l'étoile et à laprécession des équinoxes.

Année sothiaque

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Uneannée sothiaque est l'intervalle de temps entre deuxlevers héliaques de Sirius. Elle est très proche de l'année julienne de : 365,25 jours.

Changements

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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 lepérihélie se 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'aphélie se 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 manièrechaotique à long terme, mais dans un certain intervalle bien inférieur aux orbites des planètes voisines[2].
  • Lesforces de marée entre 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 moyen modifie 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 lamasse totale du Soleil, causée par levent solaire (~ 1 million de tonnes par seconde) et la radiation de l'énergie générée par lafusion nucléaire en son cœur et rayonnée en surface (~ 4,3 millions de tonnes par seconde), tendent à augmenter la période orbitale de la Terre (approximativement 1,25 microseconde de plus par année[6]).
    Ce qui induit une tendance à l'éloignement de ~ 4 mm/an[7].[réf. nécessaire]
  • D'autres effets extrêmement faibles tendraient au contraire à réduire la période orbitale terrestre :par l'effet Poynting-Robertson (environ 30 nanosecondes par année)[réf. souhaitée] ; ainsi que parradiation gravitationnelle (environ 110 attosecondes par année[8]).
    Cette dernière aurait induit un rapprochement de la distanceTerre -Soleil de 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 auSilurien pour passer à une nouvelle année.

Comparaisons

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  • 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 bissextile dans 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 :

AnnéeSecondesJours solairesJours sidéraux
Tropique31 556 925365,242190517366,24257448
Julienne31 557 600365,250000000366,25040620
Sidérale31 558 149365,256363051366,25677777
Anomalistique31 558 433365,259635864366,26006846
Draconitique29 947 975346,620075883347,56945550

Voir aussi

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Unecatégorie est consacrée à ce sujet :Année.

Articles connexes

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Notes et références

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  1. (en)Union astronomique internationale, « Recommendations concerning Units »(consulté le).
  2. 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...
  3. 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).
  4. (en) Georgij A.Krasinsky et 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,nos 3-4,‎,p. 267-288(DOI 10.1007/s10569-004-0633-z,Bibcode 2004CeMDA..90..267K,résumé,lire en ligne[PDF], consulté le)
  5. Ce qui signifie que l'augmentationintégrée du jour solairesur une année est supérieure à l'augmentation de l'année elle-même.
  6. Calcul basé sur lamasse solaireM ≈ 2 × 1030 kg et le taux de perte ~ 5 × 109 kg/s ; d'où un changement (diminution) massique fractionnaire de ~ 8 × 10−14 par année. La période dépend de1/M{\displaystyle \scriptstyle {1/{\sqrt {M}}}}, donc augmentera d'une fraction ~ 4 × 10−14 par année ; soit de :4 × 10−14 a−1 × 31,5 × 106 s = 1,3 × 10−6 s/a).
  7. Calcul basé sur la variation de l'axe de l'orbiteR variant commeP2/3 ; soit de :0,67 × 4 × 10−14 a−1 × 150 × 109 m = 4 × 10−3 m/a.
  8. Calcul basé sur la puissance rayonnée de ~ 300 W donnant un changement annuel d'énergie orbitale de300 W × 31,5 × 106 s = 9,5 × 109 J ; et de l'énergie cinétique de révolution terrestre qui est de1/2 × 6 × 1024 kg × (3 × 104 m/s2) = 2,7 × 1033J. Cette énergie varie comme :1/R{\displaystyle \scriptstyle {1/R}} et la périodeP varie comme :R1,5, donc l'énergie cinétique et le rayon de l'orbite varient d'une fraction ~ 3,5 × 10−24 par année, soit de3,5 × 10−24 a−1 × 31,5 × 106 s = 1,1 × 10−16 s/a).
  9. Calcul basé sur la variation intégrée de l'axe de l'orbite ; soit de :3,5 × 10−24 a−1 × 150 × 109 m × 4,5 × 109 a = 2,4 × 10−3 m.
v ·m
Liste
Type
Principaux
Locaux
(ou d'usage réduit)
Désuets
Proposés
Outils
Fictifs
Notions detemps
et d'hémérologie
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