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La taille apparente du Soleil varie subtilement tout au long de l'année

Tous les 365 jours environ, la Terre orbite inlassablement autour du Soleil. Elle tourne ainsi autour de l'étoile à une distance moyenne de 150 millions de kilomètres. En moyenne, car la distance de notre planète jusqu'à l'étoile varie quelque peu au cours de l'année. Ce phénomène, qu'on on ne perçoit évidemment pas au quotidien, est bien représenté dans la photo qui a été choisie par le site Astronomy Picture of the Day le 8 juillet 2021.

Cette image a été obtenue par Richard Jaworski. Il s'agit en fait d'un assemblage de deux photographies du Soleil, prises à deux moments différents de l'année. On voit nettement que le 5 janvier puis le 3 juillet 2021, le diamètre apparent de l'étoile a légèrement changé. Cette différence s'explique en fait par la mécanique spatiale, lorsque la Terre se trouve au périhélie par rapport au Soleil, puis à son aphélie.

Périhélie vs aphélie : quelle différence ?

À quoi correspondent les deux moments lors desquels le Soleil a été immortalisé ?

L'image de gauche a été prise à peu près au moment où la Terre était au périhélie. Cela signifie que notre planète était alors au point de sa trajectoire où sa distance avec le Soleil était minimale. Généralement, le périhélie a lieu vers le 4 janvier, mais la date peut varier selon les années. En 2021, le 2 janvier la Terre était à environ 147 millions de kilomètres du Soleil.

L'image de droite a été prise à la période de l'aphélie, c'est-à-dire lorsque la Terre est au point le plus lointain de son orbite par rapport au Soleil. De la même façon, la date de l'aphélie peut légèrement varier selon les années. En 2021, le 6 juillet la Terre était à environ 152 millions de kilomètres du Soleil.

Sans prendre des images comme celles-ci, et sans les comparer comme le fait Richard Jaworski, il serait très difficile de remarquer le changement, et sans doute impossible pour un œil non exercé. Comme l'explique APOD dans son commentaire de l'image, « la variation du diamètre apparent du Soleil entre le périhélie et l'aphélie s'élève à un peu plus de 3 % », ce qui est très peu.

Quel rapport avec les saisons ?

Il faut garder à l'esprit que la variation de la distance entre la Terre et le Soleil n'est pas à l'origine des saisons. D'ailleurs, dans l’hémisphère nord, l’hiver a lieu lorsque le Soleil est au plus près de la Terre, et l’été se produit quand le Soleil est le plus loin de la Terre. Les saisons sont expliquées par l'inclinaison de l'axe de rotation de la Terre.

Par contre, il existe bien un lien entre l'aphélie et le périhélie, d'une part, et les saisons d'autre part, qui concerne plus exactement la variation de longueurs des saisons. Il se trouve que le mouvement de la Terre en orbite autour du Soleil n’est pas uniforme. Lors de l’aphélie, sa vitesse est minimale, et lors du périhélie, sa vitesse est maximale. Ainsi, résume bien l'Observatoire de Paris, « la Terre est plus rapide sur son orbite en janvier et l’hiver est la saison la plus courte, de même elle est la plus lente en juillet et l’été est la saison la plus longue ».