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L’astronomie amateur scientifique : exemple en spectroscopie
L’astronomie a de multiples visages. On dit qu’elle est la plus ancienne des sciences, il
faudrait rajouter qu’elle est aussi la plus complète des sciences. En effet, l’astronomie est un point de
convergence de tous les domaines de la science : la physique, bien évidemment, qu’elle soit
microscopique ou macroscopique, la biologie par le biais de l’exobiologie, la géophysique par l’étude
des roches et des planètes, la chimie via l’astrochimie et la planétologie, etc… Mais l’astronomie est
aussi un art. L’art de la mythologie, l’art du repérage des objets dans le ciel, sans oublier l’art de
l’astrophotographie et de l’astro-dessin. A l’heure d’aujourd’hui où le numérique permet de
repousser toujours plus loin les limites astronomiques de cet art, les astronomes amateurs auraient
tendance à en oublier les fondements de leur passion : une fabuleuse science. Cet article a pour but
de montrer qu’il est facile de faire de la science expérimentale quand on est astronome amateur.
Voici un petit exemple d’une expérience de spectroscopie optique effectuée avec de très modestes
moyens.
Le matériel
La spectroscopie optique nécessite avant tout de décomposer la lumière à la manière d’un
arc-en-ciel. Pour se faire, il est possible d’utiliser un prisme et/ou un réseau (grille espacée d’une
distance de l’ordre de 1µm). Il existe depuis peu une entreprise française (Shelyak Instruments) qui
fabrique des réseaux de basse résolution à prix très raisonnable. C’est donc avec un Star Analyser 100
(pour 100 traits/mm) que cette petite expérience de spectroscopie a pu être réalisée. Ce petit réseau
au coulant 31,75mm s’adapte sur tous les télescopes à la place d’un filtre devant un oculaire, devant
une webcam, un appareil photo numérique (APN) ou encore mieux, une caméra CCD. L’expérience
présentée ici a été imagée avec une caméra CCD Audine équipant un télescope du type Schmidt-
Cassegrain très modeste (Critérion 203mm) motorisé (par une EQ6). Il est possible de faire le même
genre d’expérience, quel que soit l’instrument, même sans suivi. Il suffit donc juste d’avoir un
télescope, un imageur (webcam, APN, CCD, …) et un réseau ou un prisme. Il faut insérer le réseau ou
le prisme entre le télescope et l’imageur avec une distance au capteur (en mm) entre 4 et 10 fois la
taille du pixel (en µm) afin d’avoir une résolution optimale ; dans le cas des APN il est préférable
d’orienter le spectre dans le sens des pixels afin de s’affranchir des problèmes dus à la matrice de
Bayer (pixels Rouge – Vert – Bleu – Vert – Rouge – …).
La prise d’image
Dans un premier temps, il est conseillé de faire des premières expériences sur des étoiles
bien brillantes ce qui facilite déjà grandement le pointage, même sans système GoTo. Le Star
Analyzer 100 est blazé à l’ordre 1, c’est-à-dire que la majorité de la lumière est dirigée vers le spectre
à l’ordre +1 et non pas vers l’image à l’ordre 0. Lors de la prise de photo, il faut donc faire attention à
bien avoir l’ordre +1 et pas l’ordre -1, beaucoup moins lumineux. Pour des raisons de résolution, il
faut essayer autant que possible d’avoir un spectre le plus large possible tout en gardant l’image à
l’ordre 0 dans le champ de la photo. Pour cela, il existe des petites bagues allonges qui permettent
d’ajuster cela de manière optimale. La mise au point est également cruciale, meilleure est la mise au
point, meilleure sera la résolution du spectre, cependant, contrairement à l’astrophotographie, le
suivi n’est absolument pas nécessaire, au contraire. En effet, il est préférable de tourner le réseau ou
le prisme de sorte que le spectre s’étale perpendiculairement au déplacement naturel du ciel (le