Astronomie

L’astronomie vient des mots grecs « astron » signifiant « étoile » et « nomos » signifiant « loi ». » C’est l’étude de tout ce qui existe au-delà de la Terre. Il s’agit vraiment de l’étude de la lumière. Que vous fassiez des recherches ou que vous regardiez simplement le ciel nocturne, tout ce que vous apprenez se présente sous forme de lumière. Par une nuit claire et sombre, il y a beaucoup à voir! Il y a longtemps, les astronomes essayaient de tout documenter à l’œil nu. Mais l’œil humain n’est pas bon pour voir les détails d’objets sombres et éloignés. Il y a beaucoup de choses que nous ne pouvons pas voir avec nos yeux seuls.

Le télescope

Un télescope est un outil qui rend les choses lointaines visibles de près et lumineuses. L’invention du premier télescope est un peu sommaire. La plupart des gens croient que Galileo Galilei a inventé le premier télescope en 1609. Mais les gens savaient construire des télescopes avant cela. Nous n’avons tout simplement aucune preuve devant Galileo. Les premiers télescopes que nous connaissons ont été fabriqués en 1608 par divers artisans de l’optique aux Pays-Bas. L’un d’eux, Hans Lippershey, a suffisamment bien fait connaître sa conception pour que des nouvelles parviennent à Galilée en Italie en 1609. Lorsque Galilée a entendu parler de l’existence d’un télescope, il a construit le sien. En un an, il avait amélioré le design de Lippershey. Et son nom est devenu associé au premier télescope. Galilée a utilisé son télescope pour faire des observations des plus grandes lunes de Jupiter.

 Galileo montrant le télescope
Fresque de Galileo Galilei montrant au doge (duc) de Venise comment utiliser son télescope (Source: Giuseppe Bertini via Wikimedia Commons).

En 1923, Edwin Hubble a utilisé le télescope le plus puissant sur Terre à l’époque pour observer la galaxie d’Andromède. C’est la personne qui a donné son nom au célèbre télescope spatial. Les astronomes savaient que la galaxie d’Andromède était composée d’étoiles. Mais c’est Hubble qui a pu mesurer à quelle distance il se trouve. Les astronomes avaient déjà compris la taille approximative de la Voie lactée. Hubble a utilisé ces données pour calculer que la galaxie d’Andromède était au moins dix fois plus éloignée que le bord de notre galaxie. Cette découverte a conduit à d’autres observations qui ont aidé les astronomes à trouver d’autres galaxies. Cela a également aidé à élargir nos idées sur l’Univers.

Comment Fonctionnent Les Télescopes ?

Alors, comment fonctionnent exactement les télescopes? Considérons un télescope de base. Si vous cherchiez à acheter un télescope, un ami bien informé pourrait vous dire qu’il existe deux conceptions de base. Il existe des télescopes réfracteurs (réfracteurs) et des télescopes réfléchissants (réflecteurs).

Télescopes réfracteurs

Les télescopes réfracteurs sont les longs télescopes en forme de tube que vous pourriez imaginer utiliser Galileo. Les réfracteurs utilisent des lentilles pour réfracter (plier) la lumière entrante à travers un tube jusqu’à un point focal. Les réfracteurs ont généralement deux lentilles. L’objectif est l’objectif à l’avant du télescope à travers lequel la lumière passe. L’oculaire ou la lentille est la lentille, qui agrandit l’image.

 Parties et fonction d'un télescope réfractant
Parties et fonction d’un télescope réfractant (©2020 Parlons science).

Télescopes réfléchissants

Les télescopes réfléchissants utilisent des miroirs au lieu de lentilles pour réfléchir la lumière vers un point focal. Les réflecteurs ont deux miroirs. Le miroir primaire est le grand miroir incurvé à l’arrière qui commence à focaliser la lumière. Le miroir secondaire est le plus petit miroir à l’avant qui redirige la lumière vers votre œil. Les réflecteurs ont également des lentilles oculaires.

 Parties et fonction d'un télescope réfléchissant
Parties et fonction d’un télescope réfléchissant (©2020 Parlons science).

Il n’est pas vraiment juste de dire quel type de télescope est « meilleur ». Ils ont tous deux leurs avantages et leurs inconvénients. Cela dépend de ce que vous voulez regarder. Si vous voulez prendre des photos, si vous voulez la portabilité, etc. La plupart des observatoires modernes, qui sont des bâtiments contenant des télescopes, utilisent des réflecteurs. C’est parce que leurs télescopes sont si énormes! Leur taille permet à beaucoup de lumière de les traverser / Pour les télescopes de cette taille, le poids des lentilles et la longueur du tube rendent les réfracteurs peu pratiques.

 Télescope Hooker
Le télescope Hooker de 2,54 m de diamètre à l’Observatoire du Mont Wilson, en Californie, un réflecteur, a été achevé en 1917 (Source : NASA).

Ouverture

Il y a deux autres aspects importants des télescopes. Ce sont l’ouverture et la distance focale (voir ci-dessus). L’ouverture du télescope est le diamètre de l’ouverture à l’avant. Plus l’ouverture est grande, plus la quantité de lumière pouvant entrer dans le télescope est importante. La pupille de votre œil est l’ouverture de votre corps. Il ne peut s’ouvrir que de quelques millimètres. Les télescopes optiques ont rarement des ouvertures inférieures à 8 cm. Les grands télescopes dans les observatoires peuvent avoir des ouvertures de plus de 10 m de diamètre! Comme les objets les plus sombres de l’univers ne nous donnent pas beaucoup de lumière avec laquelle travailler, nous avons besoin de télescopes avec de grandes ouvertures pour collecter suffisamment de lumière de l’objet pour les voir!

 Télescope Canada-France-Hawaï
Le Télescope Canada-France-Hawaï, situé à l’Observatoire du Mauna Kea à Hawaï (Source : Vadim Kurland via Wikimedia Commons).

Distance focale

La distance focale est la longueur entre l’ouverture et le point focal du télescope. Plus la distance focale est longue, plus la tache de ciel que vous pouvez voir est petite. L’avantage est que des focales plus longues permettent un grossissement plus important. La distance focale est un autre avantage pour les réflecteurs. Étant donné que les réfracteurs courbent la lumière vers le bas de leur tube, le tube doit être au moins aussi long que la distance focale. Les réflecteurs, quant à eux, utilisent des miroirs pour réfléchir la lumière. Cela signifie qu’ils peuvent être plus courts que leur distance focale. La lumière parcourt toujours toute la distance focale, mais le tube lui-même n’a pas besoin d’être aussi long. L’oculaire est proche du point focal du miroir primaire pour agrandir l’image.

Par conséquent, vous pensez peut-être que chaque télescope devrait avoir la plus grande ouverture et la plus longue distance focale possible. Mis à part des limitations telles que le coût et l’espace de stockage, il existe d’autres raisons pour lesquelles ce n’est pas une bonne idée. Premièrement, pour quiconque étudie notre système solaire, l’ouverture n’est vraiment pas si importante. La plupart des planètes sont visibles à l’aide des plus petits télescopes. Des objets comme la Lune sont si brillants qu’une ouverture trop grande peut poser problème. Deuxièmement, même des télescopes de plus petite taille, comme ceux avec des ouvertures de 20 cm, sont capables de voir des centaines de galaxies et de nébuleuses, dont certaines sont à près de cent millions d’années-lumière! Les galaxies sont de grands systèmes d’étoiles, de gaz et de poussières et les nébuleuses sont des nuages interstellaires de poussières et d’hydrogène gazeux. Cela peut en fait aider à utiliser un faible grossissement pour ces types d’objets. Les objets, tels que les amas d’étoiles et les galaxies peuvent être trop grands pour « zoomer ». La galaxie d’Andromède, par exemple, semble être plus grande que la pleine lune dans le ciel nocturne !

 Galaxie d'Andromède
Galaxie d’Andromède (©2013 Richard Bloch. Utilisé avec autorisation).

Pleins feux sur l’innovation

Sauver le ciel nocturne

Si vous deviez voyager au-delà d’une ville et la regarder en arrière, vous pourriez voir une lueur dans le ciel. C’est ce qu’on appelle la lueur du ciel, qui est un exemple de pollution lumineuse. La pollution lumineuse est l’éclaircissement du ciel nocturne causé par la lumière artificielle. Les scientifiques sont très préoccupés par les impacts négatifs de la pollution lumineuse. Il a été démontré qu’il perturbe les modèles de la faune et empêche les astronomes d’étudier les étoiles, les galaxies et les planètes. Sans oublier que cela nous empêche de voir la beauté pittoresque de notre ciel nocturne!

En 2007, en réponse aux préoccupations de pollution lumineuse, l’International Dark-Sky Association (IDA) a créé la première réserve internationale de ciel sombre au monde. Il est situé autour du parc du Mont-Mégantic dans la province de Québec. Le but d’une réserve de ciel sombre est de protéger les nuits étoilées et l’environnement nocturne. Il est également là pour promouvoir et soutenir l’étude de l’astronomie et des sciences spatiales. Une zone peut être désignée comme réserve de ciel sombre s’il s’agit d’une grande zone de ciel très sombre qui est activement protégée pour des raisons scientifiques, éducatives, culturelles et environnementales.

La Société royale d’astronomie du Canada reconnaît également plusieurs régions du pays comme des réserves de ciel sombre. Il s’agit notamment du parc national Wood Buffalo (ALBERTA), du parc national de la Pointe-Pelée (Ontario) et du parc national Fundy (Nouveau-Brunswick), pour n’en nommer que quelques-uns.

 Image composite de la Terre la nuit montrant la pollution lumineuse
Image composite de la Terre la nuit montrant la pollution lumineuse (Données avec l’aimable autorisation de Marc Imhoff de la NASA GSFC et Christopher Elvidge de la NOAA NGDC via Wikimedia Commons).

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