Projection — ce qui n'en a que l'air dans le ciel

Une astrophotographie est une carte avec un défaut fondamental : elle n'a pas d'axe de profondeur. Tout ce qui se trouve par hasard sur la même ligne de visée est imprimé au même endroit — l'étoile d'à côté en plein sur la nébuleuse derrière elle, l'amas d'avant-plan en plein dans le nuage d'arrière-plan. Qui veut lire les images du ciel doit connaître ce défaut, car il produit les plus belles illusions de cette galerie.

L'image est une ligne de visée

La caméra intègre tout le long du rayon. Ce qui se tient « au milieu » sur une image peut en vérité se situer des milliers d'années-lumière devant ou derrière — le voisinage dans l'image ne prouve absolument rien.

Les constellations relient des étoiles selon leur direction dans le ciel. Beaucoup sont très éloignées les unes des autres, même si certains sous-groupes peuvent être physiquement apparentés. La figure familière ne prouve pas à elle seule une origine commune. Les constellations servent surtout à organiser les directions célestes.

La taille ment aussi

La seconde omission de l'image : elle ne connaît que des angles. Qu'une chose soit grande et lointaine ou petite et proche, un angle ne le dit pas — un ongle de pouce au bout du bras tendu couvre la Lune, et la Lune couvrirait la nébuleuse du Croissant :

Lune et nébuleuse du Croissant apparaissent sous un angle semblable — pourtant la lumière ne mettrait pas même une seconde à franchir la distance Terre-Lune, tandis que la nébuleuse mesure 25 années-lumière. Le ciel montre des angles ; les tailles, il faut les calculer.

Quelques points qu'il vaut la peine de savoir :

Chaque image est aussi une mosaïque de temps. La lumière de l'étoile d'avant-plan a quelques centaines d'années, celle de la nébuleuse derrière quelques milliers, celle de M 31 deux millions et demi. Une seule photographie mêle les époques — ce qui se côtoie n'est pas simultané.
Andromède fait six pleines Lunes de large. Dans le ciel, M 31 mesure trois bons degrés — l'œil n'en voit que le noyau brillant, et beaucoup tiennent donc la galaxie pour minuscule. La contradiction apparente « immense dans le ciel et pourtant invisible » est pure brillance de surface : beaucoup d'angle, peu de lumière par angle.
Comment on regagne la profondeur. L'axe manquant se mesure, il ne se voit pas : la parallaxe pour les étoiles proches, les chandelles standard comme les supernovae de type Ia de l'article sur les supernovae pour le lointain, et des indices comme le rougissement par la poussière. Seules ces mesures transforment l'image plate en un espace.
Parfois la physique aide à même l'image. Les silhouettes prouvent un devant (poussière devant du gaz lumineux), les bordures d'ionisation prouvent une proximité (l'étoile doit être assez près pour pousser le front). Une image bien lue contient plus de profondeur qu'elle n'en montre.