Pourquoi les étoiles scintillent-elles ? Atmosphère, couleurs et planètes

Si vous vous êtes déjà demandé pourquoi les étoiles scintillent, la réponse ne se trouve pas dans les étoiles, mais à quelques kilomètres au-dessus de nos têtes. Leur lumière est parfaitement stable : c’est l’air de la Terre, agité et inégal, qui la fait frissonner dans les derniers instants de son voyage. Voici comment naît ce frisson, pourquoi les planètes y échappent, ce qu’il coûte aux astronomes, comment ils l’effacent, et comment l’admirer ce soir depuis chez vous.

Par la Rédaction Etoilez-moi · Mis à jour le 3 octobre 2026 · Explications vérifiées auprès de l’ESO et de la NASA (sources)

D’où vient le scintillement des étoiles ?

Le scintillement vient de l’atmosphère terrestre, pas des étoiles. Leur lumière voyage en ligne droite pendant des années, puis traverse en une fraction de seconde des couches d’air de températures différentes. Chacune la dévie un peu, comme une lentille mouvante : la lumière qui atteint l’œil varie alors sans cesse en éclat, en position et parfois en couleur.

Ce que nous appelons scintillement, les astronomes le nomment scintillation. Le mot vient du latin scintilla, l’étincelle. En réalité, Sirius brille avec une constance remarquable. Sa lumière, partie il y a 8,6 ans, ne commence à trembler que lorsqu’elle plonge dans notre atmosphère, dans les tout derniers kilomètres d’un voyage de plus de 80 000 milliards de kilomètres.

La lumière de Sirius voyage 8,6 ans en ligne droite, et ne se met à danser qu’au tout dernier instant.

Comment la turbulence fait-elle danser la lumière ?

L’air chaud et l’air froid ne dévient pas la lumière de la même façon : un écart d’un seul degré modifie l’indice de réfraction de l’air d’environ un millionième. Poussées par le vent, des bulles de quelques centimètres à quelques dizaines de centimètres concentrent puis dispersent la lumière des étoiles, plusieurs dizaines de fois par seconde.

Cette turbulence se loge surtout en deux endroits : près du sol, où toits, routes et parkings rendent la nuit la chaleur du jour, et vers dix kilomètres d’altitude, où soufflent les courants-jets. Dans l’obscurité, la pupille ne s’ouvre que de quelques millimètres, moins que la taille de ces bulles : elle reçoit tantôt un faisceau concentré, tantôt un faisceau appauvri, et l’étoile semble palpiter.

Au-dessus d’une route brûlante, un après-midi d’été, le paysage ondule : le scintillement est ce même mirage, vu la nuit à travers toute l’atmosphère.

C’est souvent la première question d’astronomie d’un enfant, le nez levé un soir d’été : pourquoi les étoiles clignotent-elles ?

Pourquoi les étoiles scintillent-elles, et pas les planètes ?

Parce qu’une étoile nous apparaît comme un point, et une planète comme un petit disque. Sirius ne mesure que six millièmes de seconde d’arc ; Jupiter couvre de trente à cinquante secondes, des milliers de fois plus. Chaque point de ce disque scintille pour son compte, mais ces tremblements se compensent : la lumière totale reste presque stable.

C’est le plus sûr moyen de reconnaître une planète à l’œil nu : un astre brillant qui luit d’un éclat calme et posé est presque toujours Vénus, Jupiter, Mars ou Saturne. La NASA en a publié une démonstration élégante : photographiées en bougeant l’appareil pendant la pose, l’étoile Régulus dessine une traînée irisée et hachée, la planète Mars une traînée régulière, d’un rouge constant.

La règle a ses exceptions. Très bas sur l’horizon, ou par une nuit d’air très agité, une planète peut scintiller à son tour, surtout Mars lorsque son disque se réduit à quelques secondes d’arc. La Lune, large d’un demi-degré, ne frémit jamais.

Pourquoi les étoiles changent-elles de couleur près de l’horizon ?

Près de l’horizon, la lumière traverse beaucoup plus d’air : à dix degrés de hauteur, près de six fois plus qu’au zénith. L’atmosphère agit en outre comme un prisme qui sépare légèrement le bleu du rouge. La turbulence fait alors scintiller chaque couleur séparément, et l’étoile lance des éclairs rouges, verts et bleus.

Sirius en offre le plus beau spectacle. Depuis la France, l’étoile la plus brillante du ciel ne monte jamais bien haut : à Paris, elle culmine à 24 degrés à peine au-dessus de l’horizon sud, vers 22 heures à la mi-février. Regardez-la quelques minutes, ce soir-là, au cœur de la constellation du Grand Chien : son éclat blanc se morcelle en étincelles de toutes les couleurs. Capella, l’étoile principale du Cocher, joue le même jeu les soirs d’octobre, quand elle se tient encore basse au nord-est.

Beaucoup lèvent les yeux vers cette lumière tremblante en pensant à quelqu’un qui leur manque, et il leur semble qu’elle répond. Ce n’est que l’air de la Terre, bien sûr ; mais il y a une vraie douceur à savoir que cette lumière a voyagé des années pour venir jusqu’à nous.

Ce que le scintillement coûte aux astronomes

La turbulence fait scintiller les étoiles d’une manière qui ravit les poètes mais contrarie les astronomes, résume l’ESO. Au télescope, elle étale chaque étoile en une petite tache tremblante et brouille les fins détails du ciel. Ce flou porte un nom, le seeing, et se mesure en secondes d’arc : plus le chiffre est petit, plus l’image est nette.

En plaine, une étoile s’étale souvent sur plusieurs secondes d’arc ; au sommet des montagnes arides du Chili ou d’Hawaï, il arrive qu’elle tienne dans moins d’une demi-seconde. Les observateurs de planètes ont même leur barème, l’échelle d’Antoniadi, qui va de I, image parfaitement stable, à V, image si agitée qu’on ne distingue presque rien.

Newton l’avait compris dès 1704. Dans son Optique, il décrit l’air à travers lequel nous regardons les étoiles comme pris d’un « perpétuel tremblement », et ne voit qu’un remède : un air serein et tranquille, comme on en trouve peut-être au sommet des plus hautes montagnes, au-dessus des nuages.

Comment l’optique adaptative efface-t-elle le scintillement ?

En déformant un miroir en temps réel pour annuler les distorsions de l’air. Un capteur analyse la lumière d’une étoile de référence, un calculateur en déduit la correction, et un miroir mince et souple change de forme jusqu’à mille fois par seconde, avec une précision de quelques dizaines de nanomètres. L’image retrouve alors sa netteté.

L’idée revient à l’astronome américain Horace Babcock, qui la proposa en 1953 ; l’électronique ne l’a rendue possible qu’à la fin des années 1980, et l’ESO la développe depuis 1989. Faute d’étoile assez brillante près de l’objet étudié, on en fabrique une : au Very Large Telescope, au Chili, quatre lasers de 22 watts allument des étoiles artificielles à 90 kilomètres d’altitude, en excitant les atomes de sodium de la haute atmosphère.

Le futur Extremely Large Telescope, au miroir principal de 39 mètres, s’appuiera sur un miroir déformable de 2,4 mètres, épais de moins de deux millimètres et piloté par quelque 5 000 aimants.

L’autre solution consiste à quitter l’atmosphère. Depuis 1990, le télescope spatial Hubble observe à plus de 500 kilomètres d’altitude, là où les étoiles ne scintillent plus ; le télescope James Webb, lui, travaille à 1,5 million de kilomètres de la Terre. À lire dans notre dossier sur les grandes missions spatiales, de Hubble à James Webb.

Aucun télescope, pourtant, ne rend le ciel aussi beau qu’une soirée passée à le regarder avec ceux qu’on aime.

Le scintillement, un outil pour les scientifiques

Le scintillement n’est pas qu’une gêne : il renseigne sur l’atmosphère qui le provoque. En analysant finement la façon dont une étoile scintille, des instruments installés dans les observatoires reconstituent, couche par couche, la turbulence qui règne au-dessus d’eux. Ces mesures aident à comparer les sites avant d’y construire un grand télescope, puis à régler l’optique adaptative.

Le phénomène existe aussi en radioastronomie, où le vent de particules venu du Soleil fait scintiller les sources lointaines. C’est en étudiant ce scintillement interplanétaire des quasars, en 1967 à Cambridge, que la jeune doctorante Jocelyn Bell remarqua un signal d’une régularité parfaite, répété toutes les 1,3 seconde : le premier pulsar, une étoile à neutrons qui tourne sur elle-même comme un phare. L’une des grandes découvertes du siècle est née d’un scintillement.

Des étoiles qui scintillent dans nos rêves et nos chansons

Bien avant de l’expliquer, on l’a observé et chanté. Au IV^e siècle avant notre ère, Aristote note déjà, dans son traité Du ciel, que les étoiles scintillent et non les planètes ; il croit que notre regard tremble en atteignant des astres trop lointains. L’explication était fausse, mais l’observation parfaitement juste.

Une comptine que chantent les enfants du monde entier y est consacrée. En 1806, la poétesse anglaise Jane Taylor publie The Star, dont le premier vers, « Twinkle, twinkle, little star », se chante sur un air français du XVIII^e siècle, « Ah ! vous dirai-je, maman », auquel Mozart avait consacré douze variations vers 1781-1782.

Dans La Nuit étoilée, peinte en juin 1889 à Saint-Rémy-de-Provence, Van Gogh entoure chaque étoile de halos tourbillonnants. Notre article sur l’astronomie dans l’art, de l’Antiquité à Van Gogh prolonge la promenade. Et depuis toujours, les amoureux se donnent rendez-vous sous ces lumières qui palpitent.

Comment observer le scintillement des étoiles ce soir ?

Choisissez une étoile brillante et basse sur l’horizon, loin des lampadaires, et regardez-la une ou deux minutes. Comparez-la ensuite à une planète, si l’une d’elles est visible : l’étoile palpite, la planète luit. Des jumelles, même tenues d’une main un peu tremblante, révèlent les éclairs de couleur ; une photographie de quelques secondes les enregistre.

• En hiver : Sirius, basse au sud, la plus spectaculaire de toutes.
• Au printemps : Arcturus, dans le Bouvier, qui se lève à l’est en début de soirée.
• En automne : Capella, encore basse au nord-est en début de nuit.
• Toute l’année : comparez une étoile haute, qui scintille peu, à une étoile proche de l’horizon.

Une nuit où les étoiles scintillent beaucoup est une nuit d’air agité : idéale pour la contemplation, moins pour le télescope. Notre guide pour repérer une étoile avec Stellarium montre les astres au-dessus de chez vous, nos conseils pour bien débuter en astronomie amateur préparent la soirée, et notre article sur la pollution lumineuse aide à trouver un ciel plus noir.

Et si un enfant vous demande pourquoi elles clignotent, offrez-lui la réponse, puis une étoile à son prénom. Selon l’éclat choisi, Visible, Lumineuse ou Supernova, et la qualité du ciel, elle se devine à l’œil nu, aux jumelles ou à l’écran. Nommer une étoile reste un geste symbolique, consigné dans le registre de notre maison ; les noms scientifiques des étoiles sont attribués par l’Union astronomique internationale. Notre guide pour donner un nom à une étoile, étape par étape explique chaque choix.

Une étoile qui palpite, une planète qui luit : le ciel se lit déjà à l’œil nu.

Questions fréquentes sur le scintillement des étoiles

Pour aller plus loin

Deux lectures pour profiter du ciel à l’œil nu, et la carte des 88 constellations pour savoir où regarder.

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