Que voient les astronomes à travers les télescopes ?
Lorsque nous regardons des objets astronomiques tels que les étoiles et les galaxies,
Adam Evans — M31, la galaxie d'Andromède (maintenant avec h-alpha) Téléchargé par NotFromUtrecht
Arrêté d'exister il y a 1 million d'années,Il ne faudra pas longtemps aux Terriens pour le découvrir. Si les Terriens veulent voir la galaxie telle qu’elle est aujourd’hui, ils devront attendre et regarder à nouveau 2,5 millions d’années dans le futur.
Comment est la lumière ?
La lumière visible est la lumière perçueles yeux humains sont de différentes couleurs. Sa couleur est déterminée par la longueur d'onde - de 400 à 700 nm, ce qui correspond aux couleurs allant du violet au rouge. Le rayonnement électromagnétique dont les longueurs d’onde sont inférieures à 400 nm ou supérieures à 700 nm entoure une personne partout, mais il n’est tout simplement pas visible. La gamme complète du rayonnement électromagnétique ou du spectre électromagnétique est illustrée dans la figure ci-dessous.
En général, la variété des ondes électromagnétiques est si élevée que les gens peuvent être considérés comme presque aveugles. Ceci est particulièrement visible lorsque vous comparez le spectre visible avec tout le reste.
La lumière visible fait partie du spectre électromagnétique, qui va des rayons gamma de très courte longueur d'onde aux très longues ondes radio.
Comment les étoiles brillent-elles réellement à la lumière ?
Comme le Soleil, chaque étoile émet de la lumièredans une large gamme de longueurs d'onde, sur tout le spectre visible et même au-delà. Les astronomes peuvent apprendre beaucoup de choses en étudiant les détails du spectre lumineux d’une étoile.
Certaines étoiles très chaudes émettent de la lumièredans les longueurs d'onde ultraviolettes (principalement), tandis que certaines étoiles très froides se trouvent dans la gamme infrarouge. Il existe des objets très chauds qui émettent des rayons X et même des rayons gamma. La lumière provenant des objets les plus faibles et les plus éloignés prend la forme d’ondes radio. En fait, bon nombre des objets les plus intéressants pour les astronomes d’aujourd’hui ne peuvent pas être vus même à l’œil nu. Les scientifiques utilisent des télescopes pour détecter la faible lumière provenant d'objets éloignés et pour voir des objets dont les longueurs d'onde couvrent tout le spectre électromagnétique. Il existe différents types de télescopes pour différents objectifs. Les mêmes objets spatiaux peuvent y paraître différents.
Alors, quels types de télescopes existe-t-il ?
Télescopes optiques et lumière visible
Les gens produisent et utilisent des lentilles pouraugmentation des objets au fil des milliers d’années. Cependant, les premiers véritables télescopes sont apparus en Europe à la fin du XVIe siècle. Ils ont utilisé une combinaison de deux lentilles pour faire apparaître les objets éloignés plus proches et plus grands. Le terme « télescope » lui-même a été introduit par le scientifique et mathématicien italien Galileo Galilei. Il construisit le premier télescope en 1608 et apporta par la suite de nombreuses améliorations à sa conception.
Télescopes basés sur la réfraction ouLa courbure de la lumière par les lentilles est appelée télescopes réfracteurs ou simplement réfracteurs. Tous les premiers télescopes, y compris celui de Galilée, étaient des réfracteurs. La plupart des petits télescopes utilisés aujourd’hui par les astronomes amateurs sont des réfracteurs. Ils sont particulièrement utiles pour observer des objets du système solaire – la surface de la Lune ou les anneaux de Saturne.
Le plus grand télescope réfractif au monde se trouve à l'observatoire Yerkes de l'Université de Chicago dans le Wisconsin et a été construit en 1897. Le diamètre de sa plus grande lentille est de 102 cm.
Radiotélescopes
Les plus grands télescopes optiques du mondeCe sont des réflecteurs et collectent la lumière visible. Et les plus grands télescopes du monde sont conçus pour collecter des ondes radio, c'est-à-dire de la lumière à de plus grandes longueurs d'onde. Ces radiotélescopes ressemblent beaucoup aux antennes paraboliques.
Le plus grand télescope du monde a été localiséà l'Observatoire d'Arecibo à Porto Rico avant qu'il ne s'effondre l'année dernière. Il était situé dans un gouffre naturel qui s’est formé lorsque l’eau coulant sous terre a dissous la roche calcaire. Le télescope étant installé au sol, il ne pouvait pas être pointé vers différentes parties du ciel. Il n'observe que la partie du ciel qui se trouve actuellement au-dessus de lui.
Galaxie d'Andromède dans un radiotélescope
Maintenant au Chili sur le Mont ArmazonesUn observatoire astronomique est en cours de construction, dont l'instrument principal sera l'Extremely Large Telescope avec un miroir segmenté d'un diamètre de 39,3 m. Il se compose de 798 segments hexagonaux d'un diamètre de 1,4 mètre chacun.
Le miroir vous permettra de capter 15 fois plus de lumière,qu'aucun des télescopes existants aujourd'hui. Le télescope sera équipé d'un système optique adaptatif unique de 5 miroirs, capable de compenser les turbulences de l'atmosphère terrestre et permettra d'obtenir des images plus détaillées que le télescope orbital Hubble.
Swinburne Astronomy Productions/ESO — ESO
Le plus grand groupe de radiotélescopes - VLA(Very Large Array, Very Large Antenna Array) - situé dans l'État du Nouveau-Mexique (États-Unis). Il s'agit de 27 radiotélescopes qui fonctionnent comme une seule antenne complexe multivibrateur (réseau d'antennes). Les antennes des radiotélescopes ont un diamètre de 25 mètres.
Télescopes spatiaux : les grands observatoires de la NASA
Tous les télescopes sur Terre en ont unune limitation importante : le rayonnement électromagnétique qu'ils collectent traverse l'atmosphère de la planète. L'atmosphère bloque une partie du rayonnement dans la partie infrarouge du spectre et presque tous les rayonnements dans les gammes de fréquences ultraviolettes et supérieures. De plus, les mouvements dans l’atmosphère déforment la lumière. À cause de cette distorsion, les étoiles scintillent dans le ciel nocturne.
Andromède à la lumière UV
Pour minimiser ces problèmes, de nombreuxles observatoires sont construits à des altitudes plus élevées, là où il y a moins d'atmosphère au-dessus du télescope. Cependant, la meilleure solution consiste à utiliser des télescopes spatiaux qui orbitent en dehors de l’atmosphère terrestre dans l’espace. Ils sont équipés d'instruments permettant d'observer des objets émettant différents types de rayonnement électromagnétique - lumière visible, infrarouge ou ultraviolette ; ainsi que les rayons X et gamma.
Nébuleuse de l'escargot en lumière infrarouge
Les ingénieurs et scientifiques de la NASA ont créé et lancé quatre grands observatoires en orbite terrestre pour observer l'Univers dans différentes bandes du spectre électromagnétique.
Le télescope spatial Hubble est peut-être le plus...célèbre télescope spatial. Il orbite autour de la Terre à une altitude de 589 km et collecte des données dans les longueurs d'onde visible, infrarouge et ultraviolette.
Pour étudier les rayons gamma de l'Univers, la NASA a crééObservatoire des rayons gamma de Compton. Il s'agit du deuxième des « grands observatoires » de la NASA après le télescope Hubble. L'observatoire porte le nom d'Arthur Compton, prix Nobel de physique. Il a été lancé à bord de la navette spatiale Atlantis en 1991 et l'observatoire a fonctionné jusqu'au 4 juin 2000.
Helix Nebula en lumière UV
Les télescopes de l'observatoire à rayons X Chandra utilisent une optique spéciale pour observer des objets distants dans le spectre des rayons X. Il a été lancé en 1999.
La nébuleuse de l'hélice dans la lumière des rayons X
Le dernier des quatre "Grands"observatoires" - le télescope spatial infrarouge Spitzer. Il a été mis en orbite le 25 août 2003, au moment de son lancement, Spitzer était le plus grand télescope infrarouge au monde. En 2009, son alimentation en liquide de refroidissement s'est épuisée, mais le télescope est resté partiellement opérationnel. Le 30 janvier 2020, la mission s'est terminée et l'équipement scientifique a été transféré en mode hibernation.
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