Publié le 14 novembre 2026 à 9h44 - Dernière mise à jour le 14 novembre 2026 à 9h44
Pourquoi le ciel nocturne nous paraît-il presque dépourvu de couleurs alors que l’Univers en regorge ? Les images spectaculaires des galaxies et des nébuleuses montrent-elles leurs véritables couleurs ? Dans son ouvrage Les couleurs du ciel et de l’espace, paru chez Hachette, Michel Marcelin, directeur de recherche émérite au CNRS, au Laboratoire d’astrophysique de Marseille, et membre de l’Académie des Sciences, Lettres & Arts de Marseille, nous entraîne dans un voyage fascinant au cœur de la lumière. Des planètes aux galaxies lointaines, des aurores boréales aux étoiles naissantes, il nous révèle ce que les couleurs racontent de l’Univers, sans jamais perdre son émerveillement devant la beauté du ciel. Entretien.
Michel Marcelin, quand on regarde le ciel la nuit, on a surtout l’impression de voir du noir ponctué d’étoiles blanches. Pourtant, votre livre nous révèle un Univers extraordinairement coloré. Pourquoi ces couleurs nous échappent-elles ?
Lorsqu’on observe le ciel la nuit ce sont surtout les cellules de notre rétine que l’on appelle les bâtonnets qui s’activent car il n’y a pas assez de lumière pour activer les cônes, qui sont les cellules sensibles à la couleur, d’où l’expression populaire « la nuit tous les chats sont gris ». De ce fait, seules les étoiles les plus brillantes nous paraissent colorées, à condition d’y faire bien attention car ce sont souvent des nuances de couleur assez subtiles.
Vous écrivez un livre sur les couleurs de l’Univers. Mais qu’est-ce qui vous a donné cette envie ? Une découverte scientifique, une image qui vous a marqué ou simplement le désir de partager votre émerveillement ?
Ce qui m’a donné envie d’écrire ce livre est la question que me posent souvent les gens lors de conférences grand public où je montre de belles images du ciel, à savoir : « Les couleurs que l’on voit sur ces images sont-elles réelles, et que verrait-on si on était à bord d’un vaisseau spatial qui s’approche de ces astres ? ». Mais il est vrai que le désir de partager mon émerveillement devant de telles images a contribué aussi à l’envie d’écrire ce livre.
Pourquoi Mars, Jupiter, Saturne ou Vénus présentent-elles des couleurs si différentes ? Que nous révèlent-elles sur leur composition et leur histoire ?
Les planètes ont des couleurs très différentes car elles n’ont pas la même composition. La couleur orangée de Mars est due à l’oxyde de fer qui entre dans la composition des roches de sa surface, c’est la couleur de la rouille comme on peut la voir dans les ocres de Roussillon et Rustrel, à côté d’Apt dans le Vaucluse. La couleur de Vénus, d’un blanc jaunâtre, est celle des nuages qui recouvrent en permanence sa surface et qui sont composés majoritairement de gouttelettes d’acide sulfurique en suspension dans une atmosphère de gaz carbonique. Quant à Jupiter et Saturne, ce sont deux planètes géantes gazeuses dont la couleur jaune dominante provient principalement de nuages d’ammoniac, avec des nuances de brun et orange pour les nuages de Jupiter. Ces nuages sont répartis en bandes horizontales en raison de la rotation rapide de ces planètes sur elles-mêmes. Dans l’atmosphère de Jupiter se trouve une formation nuageuse en tourbillon, baptisée la Grande Tache Rouge, c’est une sorte de cyclone permanent que l’on observe depuis des dizaines d’années sans que l’on sache exactement ce qui lui donne sa couleur orangée caractéristique.
Les photographies de galaxies et de nébuleuses publiées par les agences spatiales sont parfois spectaculaires. Mais ces couleurs sont-elles réelles ou sont-elles reconstruites par les scientifiques ?
Les couleurs des images transmises par les agences spatiales sont souvent assez éloignées de ce que pourrait voir notre œil, à supposer que celui-ci ait la sensibilité requise pour observer ces objets faiblement lumineux. En effet, outre le fait que le contraste et la saturation des couleurs sont souvent accentués, ces images sont souvent la combinaison de prises de vues obtenues par des récepteurs équipés de filtres qui permettent de capter le rayonnement ultraviolet ainsi que le rayonnement infrarouge, de part et d’autre du spectre de la lumière visible. Les images publiées par les agences spatiales sont donc beaucoup plus riches et colorées que la réalité puisqu’elles combinent des prises de vue obtenues à d’autres longueurs d’onde que la simple lumière visible.
Vous expliquez que notre vision polychromatique est liée à notre perception du monde. Cela signifie-t-il que l’Univers serait très différent si nos yeux pouvaient percevoir d’autres longueurs d’onde ?
L’Univers nous apparaîtrait effectivement bien différent si notre œil pouvait percevoir les couleurs ultraviolettes ou infrarouges mais, bien qu’invisibles à nos yeux, on peut les rendre visibles sur les images en les traduisant par des couleurs habituelles de l’arc-en-ciel. C’est ce qu’essaient de faire les agences spatiales dans les images qu’elles publient et qui donnent une idée de ce que pourrait voir un œil plus performant que le nôtre. Les abeilles ont la chance de pouvoir observer dans le proche ultraviolet et les oiseaux ont une vision des choses beaucoup plus colorée que la nôtre car elle repose sur quatre pigments colorés contre trois pour l’homme. Pour l’infrarouge c’est plus compliqué car c’est un rayonnement émis par les corps chauds, les animaux à sang chaud tels que nous seraient donc éblouis par leur propre émission de rayonnement infrarouge. En revanche les serpents, qui sont des animaux à sang froid, disposent de capteurs de rayonnement infrarouge qui leur permettent de repérer des proies dans l’obscurité, mais ce sont des fossettes sensorielles situées entre les yeux et les narines, il ne s’agit donc pas de vision infrarouge au sens strict.
Peut-on dire que la lumière est une sorte de langage de l’Univers et que les couleurs permettent aux astrophysiciens de le déchiffrer ?
C’est tout à fait ça. Chaque longueur d’onde apporte des informations différentes. Lorsque j’ai débuté dans la recherche astrophysique, il y a maintenant presque un demi-siècle, l’essentiel de l’information provenait de la lumière visible. Cette vision de l’Univers s’est rapidement étendue dans le domaine infrarouge, grâce au développement de capteurs appropriés, puis dans l’ultraviolet grâce aux observations dans l’espace. Mais il ne faut pas oublier les longueurs d’onde plus courtes, avec les rayons X et les rayons gamma, ainsi que les longueurs d’onde plus longues avec le rayonnement radio, millimétriques et centimétriques, car il s’agit bien de rayonnement électromagnétique dans tous les cas, c’est-à-dire de lumière. L’observation d’un même objet dans le ciel à toutes ces longueurs d’onde est indispensable si on veut bien comprendre sa nature, sa composition, sa température, sa vitesse.
Vous avez consacré une grande partie de votre carrière à l’étude des galaxies et de leurs mouvements. Que nous révèlent leurs couleurs sur leur âge, leur composition ou leur évolution ?
Les galaxies sont composées de centaines de milliards d’étoiles. Les étoiles changent de couleur au cours de leur évolution, les plus jeunes et les plus massives sont plus chaudes et de couleur bleue, elles passent ensuite par le stade de géante rouge avant de finir sous la forme de naines blanches. C’est ainsi que dans une galaxie spirale on distingue souvent un bulbe central blanc jaunâtre, composé de vieilles étoiles, alors que les bras spiraux qui s’enroulent dans le disque tout autour de ce bulbe sont dessinés par des étoiles massives et jeunes, à l’éclat bleuté, qui ressortent particulièrement bien sur les clichés obtenus en lumière ultraviolette. C’est d’ailleurs dans ce domaine que le LAS (Laboratoire d’astronomie spatiale de Marseille et ancêtre du LAM) s’est distingué dans les années 1960, comme pionnier de l’astronomie spatiale française, avec des appareils de prise de vue en ultraviolet embarqués dans la pointe de fusées Véronique lancées de la base d’Hammaguir, en Algérie.
Les aurores boréales et les nébuleuses offrent des spectacles lumineux extraordinaires. D’où viennent ces couleurs et que nous apprennent-elles ?
Les aurores boréales ont une couleur verte dominante qui est liée à l’atome d’oxygène présent dans la haute atmosphère. On les observe au-dessus de 100 km d’altitude, lorsque ces atomes d’oxygène sont électrisés par les particules chargées en provenance du Soleil. Ces aurores nous renseignent donc sur l’activité de ce dernier car elles sont surtout observables en période d’activité solaire maximale, ce qui se produit avec un cycle de 11 ans dont le dernier maximum a eu lieu en 2024 et 2025. Lors des pics d’activité on peut même voir une couleur rouge au-dessus du vert, toujours liée aux atomes d’oxygène. C’est ainsi que l’on a pu voir des aurores boréales rouges depuis le sud de la France en 2024. L’azote apporte aussi sa part de couleur et peut produire du violet, du bleu et du rouge, mais seulement lors de fortes éruptions solaires car la molécule de diazote est plus stable que celle du dioxygène.
Quant aux nébuleuses, elles offrent aussi un magnifique spectacle coloré mais il s’agit de gaz électrisé par le rayonnement ultraviolet d’étoiles chaudes. Cela se passe beaucoup plus loin de nous et nécessite des télescopes performants pour être observé. Le point commun avec les aurores boréales est que le gaz émet des couleurs bien spécifiques, chaque élément ayant sa propre signature. Les nébuleuses sont principalement composées d’hydrogène qui brille avec une couleur rouge caractéristique, mais il y a aussi de l’oxygène qui émet la même couleur verte que dans les aurores boréales, de l’azote avec une couleur rouge ou encore du soufre, également avec une couleur rouge. Les couleurs des nébuleuses nous renseignent donc sur leur composition.
Vous avez travaillé avec de grands télescopes, notamment au Chili. Quelle est la plus belle image du ciel que vous ayez personnellement observée ? Et surtout, pourquoi vous a-t-elle marqué ?
Un des objets célestes qui m’a le plus marqué dans le ciel austral est la Boîte à Bijoux. C’est un petit amas d’étoiles qui se trouve dans la constellation de la Croix du Sud. Il contient une centaine d’étoiles à l’éclat bleuté, toutes nées il y a 14 millions d’années, ce qui est jeune pour des étoiles (rappelons que notre Soleil a 4,5 milliards d’années). J’ai pu l’observer avec un télescope de 1,50 m à l’observatoire européen de La Silla au Chili, grâce à mon directeur de thèse, Yvon Georgelin, qui me l’a fait découvrir. Les étoiles les plus brillantes de cet amas sont des supergéantes bleues mais il y a une étoile supergéante rouge qui se distingue nettement des autres par son éclat orangé, signe qu’elle a évolué plus rapidement que les autres, probablement parce qu’elle était plus massive. Lorsqu’on observe cet amas d’étoiles on comprend pourquoi on l’a baptisé la Boîte à Bijoux et je l’ai d’ailleurs fait figurer dans mon livre, dans le chapitre consacré aux amas d’étoiles.
Aujourd’hui, les télescopes spatiaux nous montrent des images d’une précision extraordinaire. Ont-ils changé notre connaissance des couleurs de l’Univers ou simplement notre manière de les représenter ?
C’est surtout la manière de représenter les couleurs de l’Univers qui a été changée. Il est amusant de constater que l’équipe chargée de l’analyse des images obtenues par le télescope spatial Hubble a privilégié l’aspect esthétique et a conçu une palette de couleurs spécifiques qui est maintenant utilisée par la plupart des astronomes amateurs. L’image en couleurs finale est obtenue en combinant trois images monochromatiques de la même nébuleuse, obtenues au travers de filtres étroits qui sélectionnent chacun l’émission de lumière d’un élément précis, l’hydrogène (rouge), l’oxygène (vert) et le soufre (rouge). Pour élaborer l’image composite finale, l’équipe de la NASA a choisi de traduire en vert l’émission de l’hydrogène (rouge à l’origine), tandis que l’émission de l’oxygène (qui est verte en réalité) est traduite en bleu et que celle du soufre est la seule traduite dans sa vraie couleur, le rouge. Le résultat obtenu est très beau mais bien éloigné des couleurs que l’on a l’habitude de voir pour les nébuleuses.
On imagine souvent les astrophysiciens plongés dans des calculs et des équations. Mais lorsqu’on découvre une image aussi belle qu’une nébuleuse, le scientifique peut-il encore éprouver le même émerveillement qu’un enfant ?
Beaucoup de mes collègues ont, comme moi, commencé à s’intéresser au ciel très jeunes, comme astronomes amateurs. La plupart du temps c’est l’observation du ciel à l’oculaire d’un télescope et la découverte de belles images d’objets célestes dans des ouvrages de vulgarisation, qui nous ont amenés à nous intéresser au ciel. Lorsqu’on est professionnel on a la chance d’observer dans des sites fabuleux, loin de toute lumière parasite, où le ciel a une profondeur et une qualité qui ont malheureusement disparu de nos villes polluées par l’éclairage urbain. Le ciel austral, que j’ai eu la chance d’observer souvent au Chili, est particulièrement remarquable car le centre de la Voie Lactée passe quasiment au zénith, on y voit en outre les Nuages de Magellan qui sont deux petites galaxies satellites de la nôtre. Et bien que l’observation se fasse dans une salle remplie d’écrans et située parfois dans un bâtiment éloigné de la coupole qui abrite le télescope, le scientifique garde l’émerveillement de voir se construire sous ses yeux, au fur et à mesure de l’arrivée des photons, l’image d’une galaxie lointaine que personne n’a encore observée jusque-là dans la longueur d’onde que l’on a sélectionnée.
Votre livre s’adresse manifestement à un public bien plus large que celui des spécialistes. Pensez-vous que la beauté du ciel soit l’un des meilleurs moyens de réconcilier le grand public avec la science ?
Mon livre s’adresse à un très large public et ne demande pas de connaissances particulières dans le domaine de la physique pour en comprendre le contenu. Les images qu’on y trouve ont été choisies avant tout pour leur beauté et elles peuvent être appréciées sans avoir besoin de connaître les détails de leur élaboration. Je ne sais pas si c’est le meilleur moyen de réconcilier le public avec la science mais c’est certainement un bon moyen pour amener les gens à s’y intéresser.
Vous avez consacré votre vie à observer l’Univers. Plus vous le connaissez, plus il vous paraît compréhensible ou, au contraire, plus il vous semble mystérieux ?
Je pense que ce que l’on constate dans la recherche en astrophysique se retrouve dans la plupart des travaux de recherche scientifique. À savoir que lorsqu’on trouve enfin la réponse à une question, après des années de recherche, il en apparaît aussitôt une ou même plusieurs autres que l’on n’avait pas vu venir… C’est à la fois frustrant et stimulant et c’est ce qui fait le charme de la recherche.
Si vous deviez choisir une seule couleur de l’Univers, celle qui raconte à vos yeux la plus belle histoire scientifique, laquelle choisiriez-vous et pourquoi ?
Le choix n’est pas facile, mais je penche pour une lumière que notre œil ne peut pas voir, comme l’infrarouge, car c’est à ces longueurs d’onde que l’on peut détecter les cocons de poussière au sein desquels des étoiles sont en train de naître. C’est ainsi que le satellite européen Herschel, auquel a contribué le Laboratoire d’astrophysique de Marseille, a permis de découvrir que les étoiles se forment souvent le long de filaments qui dessinent de gigantesques guirlandes célestes de plusieurs années-lumière de long. C’est aussi dans le domaine infrarouge qu’opère le télescope spatial James Webb, ce qui permet d’observer l’Univers plus loin et devrait permettre de comprendre la formation des premières galaxies. En effet, l’expansion de l’Univers provoque l’allongement de la longueur d’onde de la lumière émise par les astres distants. Les galaxies les plus lointaines ont donc leur spectre visible entièrement décalé dans l’infrarouge, ce qui les rend difficilement observables avec les télescopes au sol car l’atmosphère terrestre absorbe ce rayonnement.
Après avoir lu votre livre, que souhaiteriez-vous que les lecteurs regardent différemment lorsqu’ils lèveront les yeux vers le ciel ?
Je souhaite donner envie aux lecteurs d’observer le ciel, à l’œil nu ou avec des instruments, même modestes, car on peut voir beaucoup de choses avec de simples jumelles. J’aimerais aussi pouvoir convaincre les pouvoirs publics de réduire l’éclairage urbain qui nous empêche de voir les étoiles quand on est en ville, ce qui permettrait de plus de faire des économies et serait bénéfique à notre planète et à tous les animaux nocturnes dont la vie est perturbée par ce gaspillage de lumière.
Propos recueillis par Patricia Caire
«Les couleurs du ciel et de l’espace – Le guide ultime pour tout comprendre » – par Michel Marcelin – éditions Hachette Pratique – Prix : 29,95 € (édition papier) – 20,99 € (édition numérique). À découvrir en librairie ou sur le site de l’éditeur Hachette Pratique
