Les 3 étoiles fixes du repère

Réponse du service Guichet du Savoir

Le référentiel géocentrique :
- C’est un solide imaginaire constitué par le centre T de la Terre et de 3 axes d’origine T parallèles aux directions de trois étoiles lointaines fixes.
- Le référentiel géocentrique est galiléen pour des durées d’étude inférieures à 365 j.
- Il n’est pas entraîné dans le mouvement de rotation de la Terre. Dans ce référentiel, la Terre est animée d’un mouvement de rotation de période T = 24 h.
- On peut considérer que les satellites de la Terre ont un mouvement quasi circulaire uniforme dans le référentiel géocentrique.
- Ce référentiel est commode pour l’étude des satellites de la Terre.
- Ce référentiel n’est pas entraîné dans le mouvement de rotation de la Terre.
- Dans ce référentiel, la Terre est animée d’un mouvement de rotation uniforme de l’ouest vers l’est, autour de l’axe des pôles.
- on peut considérer que ce référentiel est Galiléen avec une bonne approximation ( précision de l’ordre de 10-3 à 10-4).
- L’origine du repère lié au référentiel Géocentrique est située au centre de la Terre. L ’axe z’Oz est orienté vers une étoile lointaine :
- on peut choisir l’étoile polaire. Les axes x’Ox et y’Oy sont situés dans le plan équatorial et ils sont orientés vers des étoiles lointaines supposées fixes.
- Schéma :



Le référentiel Héliocentrique ou de Copernic :
- C’est un solide imaginaire constitué par le centre S du Soleil et de 3 axes d’origine S parallèles aux directions de trois étoiles lointaines fixes.
- Le référentiel héliocentrique est galiléen.
- On peut considérer que les planètes du système solaire ont un mouvement quasi circulaire uniforme dans le référentiel héliocentrique.
- L’origine du repère lié au référentiel Héliocentrique est située au centre du Soleil.
- Les axes z’Oz, x’Ox et y’Oy sont orthogonaux et ils sont orientés vers des étoiles lointaines supposées fixes.
- Ce référentiel est commode pour l’étude des satellites du Soleil.
- Dans ce référentiel, la Terre décrit une orbite elliptique autour du Soleil en une année.
- on peut considérer que ce référentiel est Galiléen avec une très bonne approximation (précision de l’ordre de 10-10).
- Schéma :



source : Site personnel de Guy Chaumeton

Quand on parle de trois étoiles, on ne pense à aucune étoile en particulier... On prend juste des repères lointains, dont les déplacements apparents sont négligeables et que l'on peut donc considérer comme "immobiles".

Voir cette réponse du forum de Futura sciences

Pour en savoir plus :
- OPUS : outils pédagogiques utiles en sciences
On sait [...] depuis l'avènement de la théorie de la relativité d'Einstein, qu'il n'existe aucun système de référence absolu, contrairement à ce qu'aurait cru Galilée. En fait, tout mouvement est relatif.
- Wikipedia.org : Géocentrisme
- Wikipedia : Héliocentrisme

L'utilisation de sources lumineuses en mouvement les unes par rapport aux autres n'est pas idéal pour définir un système de référence.
Il est préférable d'utiliser un ensemble d'objets qui n'aient aucun mouvement relatif mesurable et pas de rotation globale: les quasars remplissent ces conditions.
Il a été décidé (IAU, 1991,1997) que le FK5 serait remplacé, comme système de référence inertiel conventionnel, par un système de référence (International Celestial Reference System, ICRS) basé sur un ensemble de radio sources lointaines observées en VLBI (International Celestial Reference Frame, ICRF). l'incertitude des mesures de position est de l'ordre de 0.001'' (1 mas).
source : www.ast.obs-mip.fr