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La sphère céleste de Mercator est cerclée par un méridien de laiton coiffé au pôle d’un cadran horaire (absent de l’exemplaire lausannois) et par un anneau d’horizon qui indiquent les principales fêtes religieuse et leurs dates ainsi que les douze signes du Zodiaque et permet des pronostics astrologiques.
La sphère est composée de 12 fuseaux limités à 70° de latitude nord et sud et chaque région polaire est complétée d’une calotte circulaire. Les fuseaux célestes sont alignés selon les coordonnées équatoriales plutôt que les coordonnées de l’écliptique ; ils se rencontrent aux pôles célestes qui coïncident avec l’axe de support de la sphère.
Une grande partie de la zone autour du pôle Sud est vierge, Ce n’est pas étonnant, puisque cette zone n’était pas perceptible sous les latitudes européennes. Les étoiles dont la déclinaison est supérieure à 66°30’, en valeur absolue, font ainsi défaut. Les constellations sont nommées en latin et en grec, avec leur translittération arabe.
Le globe fabriqué par Mercator indique une correction précessionnelle de 20°55’, ce qui est conforme à la théorie de Nicolas Copernic. L’équateur et l’écliptique sont gradués et leurs degrés y sont numérotés de dix en dix. Le premier méridien passe tout près de la queue des Poissons qui est figuré au-dessous de l’aile de Pégase.
L’anneau d’horizon, ou horizon rationnel, est divisé dans le sens de sa largeur, en deux moitiés :
- la moitié interne offre, du dedans au dehors, la division en degrés, les signes du Zodiaque, les jours et les mois du calendrier romain, les principales fêtes de l’église, les principaux vents des différentes saisons ;
- la moitié externe porte des pronostics astrologiques, une trace de l’astrologie arabe qui comptait encore des adeptes au XVIe siècle ; des historiens supposent que Mercator, en les inscrivant doit avoir fait une concession aux croyances populaires.
Les formes et les dimensions relatives des étoiles fixes de six grandeurs différentes ainsi que les nébuleuses sont marquées. Mercator en donne les modèles vers le sommet de la sphère au-dessus de la constellation des Gémeaux.
Indépendamment de la voie lactée et d’un grand nombre d’étoiles non rattachées à des groupes symboliques, Mercator représente presque l’ensemble des 1022 étoiles ptolémaïques (on dénombre 934 étoiles selon J. van Raemdonck), agencées entre 51 constellations au lieu des 48 constellations courantes depuis l’Antiquité. Il représente ainsi en plus :
- Antinous, formée de 6 étoiles, située sur l’équateur au-dessous de l’Aigle. Cette constellation est étroitement associée à celle de l’Aigle dont elle emprunte les étoiles australes. Elle ne fait plus partie de la carte moderne du ciel depuis 1930.
- Lepus, formée de 12 étoiles, située dans l’hémisphère sud sous les pieds d’Orion ;
- Cincinnus (Caesaries, Berenicis crinis, Trica) formée d’une étoile et 2 nébuleuses, localisée dans l’hémisphère boréal sous la queue de la Grande Ourse. La Chevelure de Bérénice figure dans la liste officielle des constellations depuis 1930 ;
- Canicula (Almogelsa, Alschere, Procyon) placée dans l’hémisphère boréal au-dessous de la queue de l’Ecrevisse, à sa place véritable, contrairement à Jocodus Hondius qui la localisera plus tard dans l’hémisphère austral.