Telescopes

MODULE I- Deuxième partie

TELESCOPE

La lumière est une onde électromagnétique, comme nous venons de le voir au module précédent, et c’est aussi notre messager du cosmos. Elle nous apporte, a sa vitesse finie (300 000 km/s), des information provenant de très loin, au temps qu’il faut : la lumière du Soleil, par exemple, nous arrive en 8 minutes environ.

Mais comment recevoir ces informations cosmiques ?

Notre détecteur le plus important est sans nul doute nos yeux.

Ils se composent d’une lentille appelée cristallin qui oriente la lumière captée au niveau de la pupille vers un détecteur très sensible à la lumière de la gamme dite optique (lumière visible pour l’être humain). Vous rappelez vous la fourchette de longueur d’onde pour la lumière visible ? [Voir premiere partie de ce module ]. Ce détecteur humain est composé de cellules vivantes appelées cônes et bâtonnet constituant la rétine de l’œil reliée au nerf optique (le premier paire de nerf crânien) ; les données lumineuses captées parviennent au centre de la vision du cerveau situé à l’occiput.

Les anciens (Age de Bronze, Néolithique, Antiquité, Moyen Age ) n’ont pu faire de l’astronomie observationnelle qu’avec leurs yeux seulement. Ils se sont aidés de quelques instruments et même construction comme Stonehenge en Angleterre.

Stonehenge (cc English Heritage)

Tycho Brahe a pu concevoir certains instruments dans son observatoire pour son équipe ; et il est connu comme l’un des plus grands astronomes observationnel de son (et même de tous les) temps.

Mais cependant il y eut une grande révolution en astronomie quand Galileo Galilei orienta un nouvel instrument, le télescope fraichement inventé (non par lui), vers le ciel. Ce fut en 1610, une époque durant lequel le géocentrisme régnait aussi bien sur la science que sur la religion. Il a pris des risques face a l’Eglise Catholique très puissante a l ‘époque, mais il a osé démontrer, télescope en main, que la Terre n’est pas le centre du monde ; d’ailleurs la planète Jupiter, a-t-il démontré, possède 4 lunes qui gravitent autour d’elle, en lieu et place de la Terre. Ces lunes sont appelés a juste titre « lunes galiléennes ». Elles seront vues plus tard dans le module 3.

Galilee- cc Christianity Today

Le télescope permet donc de faire de meilleures observations astronomiques car capables de capter plus de lumière. C’est sa fonction principale. Cependant l’atmosphère de la Terre bloque la plus grande partie de spectre électromagnétique : seule la gamme optique, une partie de l’infrarouge et les ondes radio traversent cette fenêtre atmosphérique.

Les observatoires astronomiques sont bâtiments construits en des lieux spécifiques et équipés de grands télescopes pour analyser le ciel. Ils sont en général placés en hauteurs, sur des montagnes, pour une meilleure visibilité loin de la pollution lumineuse ou autres interférences des villes. Des zones sont réputées célèbres pour leur ciel noir comme a Hawaï ou dans le désert Chilien (ATACAMA). L’ère spatial a aussi apporté une révolution en astronomie : il est maintenant possible et très efficient de mettre un télescope dans l’espace, contournant les problèmes liés a l’atmosphère pour capter la lumière dans toute ses longueurs d’onde et aussi pour éviter les pollutions lumineuses des villes. Le Télescope Spatial Hubble est un exemple très connus pour ses photographies impressionnantes d’objets dans l’espace. Très bientôt il sera remplacé par le Télescope James Webb plus performant. Il y eut d’autres télescopes spatiaux nommés Herschel ou Chandra

Hubble Space Telescope. cc  Quora

Télescopes spatiaux et gamme d'observation

Longueur d'onde d'observation	Nom	Agence spatial	Date de lancement	Fin de mission	Emplacement
rayonnement gamma	Compton Gamma Ray Observatory (CGRO)	NASA	05-avr-91	04-juin-00	Orbite terrestre (362–457 km)
rayonnement X	XMM-Newton	ESA	10-déc-99	—	Orbite terrestre (7 365–114 000 km)
UV & Visible	Hubble	NASA	24-avr-90	—	Orbite terrestre (586,47–610,44 km)
IR	Herschel	ESA & NASA	14 mai 2009140	—	Point de Lagrange L2
Ondes millimétriques et submillimétriques	WMAP	NASA	30-juin-01	—	Point de Lagrange L2

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Principe gênerai du télescope

Un télescope optique collecte la lumière d’un objet lointain, une étoile par exemple, et permet de mieux le voir ; une meilleure vision que l’œil humain. Son pouvoir de collecte de lumière augmente avec le diamètre de l’objectif principal.

 Il ya 2 grandes conception du télescope selon que l’objectif principal soit constitue de lentille ou de miroir : réfracteur et réflecteur.

Un refracteur. cc Achat-telescope.net

Un réfracteur, appelé lunette astronomique par les francophones surtout, est le type de télescope utilise par Galilée en 1610. Il est construit avec une lentille comme objectif principal. La dimension d’un télescope se réfère surtout par la dimension de son objectif principal, du diamètre de la lentille dans le cas du réfracteur : ex. : 150 mm, 180 mm ou 300 mm.

un reflecteur (Newtonen). cc Achat-telescope.net

Un réflecteur, une conception innovante d’Isaac Newton, utilise un miroir comme objectif principal. Ce type de télescope, dit Newtonien, présente certains avantages par rapport au réfracteur ; son pouvoir de collecte de lumière augmente tout aussi bien avec le diamètre de son miroir ( l’objectif principal).

Dans les observatoires professionnels, les réflecteurs sont de préférence utilises, a cause surtout a la nécessité d’avoir un grand diamètre pour l’objectif principal : il est plus facile et moins onéreux d’avoir de grands miroir (possédant une face fonctionnelle) que d’avoir de grandes lentilles (avec 2 facs fonctionnelles.).
 La taille grandissante de l’objectif principal est plus facilement supportée sur la grande surface résultante de la face non réfléchissante (fonctionnelle) du miroir que par les bords d’une grande lentille. Le plus grand réfracteur jamais construit est celui de l'observatoire de 101 cm (40 pouces) situé dans le Wisconsin aux États-Unis, ayant vu sa première lumière en 1897. De nos jours, des reflecteurs de plus en plus gros sont construits pour des observatoires professionnels.

Dans les télescopes, la lumière collectée va former une image à une distance dite focale de l’objectif principal (lentille ou miroir). Cette image pourra être regardée à travers un oculaire où elle pourra être orientée vers un détecteur électronique (dans le cas des grands observatoires astronomiques) ou simplement l’oculaire qui se chargera de la magnification.

Les réflecteurs peuvent être de conception différente :

Les télescopes Newtoniens (voir image plus haut), introduits en 1668 par Isaac Newton, possède un miroir plat au fond d’un tube collectant la lumière. Celle-ci est alors réfléchie vers un oculaire sur le coté de ce tube.

Cassegrain. 

Dans la conception dite télescope Cassegrain, la lumière réfléchie par le miroir est une nouvelle fois réfléchie par un autre miroir convexe a l’intérieur du tube et finalement renvoyée vers une ouverture (oculaire ou détecteur électronique) a l’arrière.

Un autre type de télescope très utile pour les astronomes (surtout amateurs) est les binoculaires appelés souvent longue-vue. Ils sont assez portables et faciles a utiliser et sont composées principalement de lentilles. Des longues-vues de spécification 7 X 50  ont des ouvertures

binoculaires . cc Bass Pro Shops

ou objectifs principaux de 50 mm et une magnification de 7 X. La magnification est une augmentation apparente du diamètre angulaire d’un objet, réalisée par l’oculaire du télescope.






Voir les notions historiques sur l'observation astronomique:

LUMIÈRE | TÉLESCOPES | TEST 1 | TEST 1b| MODULE 2