Initiation Astronomie

Initiation Astronomie
Les instruments
L’œil nu
L’œil nu
• Modèle optique
– Focale : 24 mm
– D ~ 5 à 7mm
– Pouvoir de résolution : 0,5 à 1 minute d’arc
L’œil nu
• Avantages :
– Champ de vision maximal permettant d’observer les
constellations dans leur ensemble. Certaines nébuleuses ou
galaxies sont déjà perçues par une bonne soirée obscure et
sans turbulences.
– disponible en permanence
• Inconvénients :
– Magnitude visuelle limitée à 5 par le faible diamètre d’ouverture
de la pupille ( 5 à 7 mm à l'âge adulte)
– pour l'œil en vision nocturne, le pouvoir de résolution maximum
est d'environ 0,5 minutes d'arc pour une pupille dilatée à 5 mm
de diamètre, soit environ 100 km sur la surface de la lune vue
de la Terre et est donc peu efficace sur les objets tels que les
amas, planètes, etc...
Les Jumelles
Les Jumelles
Les Jumelles
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Caractéristiques :
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Avantages :
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Grossissement : c’est le rapprochement du sujet que procure les jumelles par rapport à une vision à l’oeil
nu. Ainsi, avec une 7X50, vous verrez l’objet sept fois plus près de vous que si vous le regardiez à l’oeil nu
L’objectif : C’est la lentille par laquelle la lumière entre dans l’appareil, le chiffre qui suit le X indique le
diamètre de l’objectif exprimé en mm
Diamètre de la pupille : Il représente la largeur en mm du faisceau lumineux capté par votre oeil à travers la
jumelle. On le calcule en divisant le grossissement par le diamètre de l’objectif. Plus le diamètre de la pupille
est important, plus l’image est claire en faible luminosité ambiante
Champ de vision : C’est la partie du paysage vue à travers l’appareil optique à une distance de 1000 m. Plus
le grossissement augmente, plus le champ de vision diminue.
Prismes : Ils redressent l’image inversée fournie par les lentilles et permettent d’augmenter la puissance de
la jumelle sans trop augmenter la longueur de la focale (distance entre les lentilles de l’oculaire et de
l’objectif).
Très lumineuses
Grand champ de vision pour des bonnes 7x50
Utilisables pour les observations terrestre car elles possèdent un prisme redresseur
Possibilité d’observer des objets de 10 eme magnitude grâce au diamètre des objectifs de 50 mm
(L'observation des amas d'étoiles, de la Lune, de certaines nébuleuses et galaxies ainsi que les 4 satellites
principaux de Jupiter est possible!)
Inconvénients :
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Ne grossit suffisamment pas pour observer des surfaces planétaires ou séparer des étoiles doubles
Les paires de jumelle astronomiques de type 11X80 sont lourdes et obligent à les fixer sur un trépied pour
éviter le bouger inévitable dû à la fatigue musculaire.
Lunettes et Téléscopes
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Objectif : Il est constitué d’un système de lentilles pour les lunettes et de
miroirs pour les télescopes. Plus son diamètre est important, plus il capte
de lumière
Focale : Elle représente la distance entre l’objectif et le foyer
Rapport d’ouverture : Il se calcule en divisant la focale d’un instrument par
le diamètre de l’objectif. Plus il est petit, plus l’instrument est lumineux.
Grossissement maximum utile : Plus le grossissement d’un instrument est
fort et plus la luminosité se réduit ainsi que le nombre de détails. Le
grossissement maximum utile est donc le meilleur rapport entre détail et
grossissement. Il s’obtient en multipliant le diamètre de l’objectif par 2.
Grossissement réel : Le grossissement réel dépend de l’oculaire utilisé.
Plus il est fort, plus la luminosité se réduit. L’oculaire est donc choisi en
fonction des conditions d’observations et des conditions atmosphériques.
Le grossissement réel s’établit en divisant la focale de l’objectif par celle de
l’oculaire.
Pouvoir de résolution en radian
Pouvoir de résolution
pouvoir de résolution (ou résolution angulaire), c'est la taille angulaire du plus petit objet mesurable.
Par exemple, si deux points distants d'une seconde de degré sont les points les plus proches vus
par la lunette ou le télescope comme deux points distincts dans le plan focal, alors le pouvoir de
séparation de l'instrument est d'une seconde de degré. Qu'est-ce qui limite ce pouvoir ? Pour
l'expliquer il faut faire appel au phénomène de diffraction : l'ouverture de l'instrument (taille de
l'objectif ou du miroir) fait écran au faisceau infiniment large et fait office de pupille d'entrée. Elle
va diffracter le faisceau et on va obtenir dans le plan focal une image différente de l'objet dont elle
provient. Pour un objet ponctuel situé à l'infini et une pupille d'entrée circulaire, l'image aura la
forme suivante :
On constate que pour augmenter le pouvoir de résolution d'un instrument il suffit d'augmenter son diamètre. Un instrument de
30cm d'ouverture a un pouvoir de résolution (grandeur e de la figure ci-dessus) de 0,46 seconde de degré, un instrument de
1 mètre : 0,14 seconde de degré et un instrument de 8 mètres : 0,017 seconde de degré, pour une longueur d'onde de 0,55
micromètre (visible). Cette résolution est cependant théorique car l'atmosphère la limite. Son agitation étale la tache d'Airy.
On caractérise cette agitation par le "seeing" (turbulence) du ciel au moment de l'observation. Les meilleurs sites
d'observation situés en haute montagne n'atteignent que 0,6 seconde de degré au mieux.
La Lunette
La Lunette
La Lunette
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Avantages :
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Inconvénients :
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Peu coûteuse en petit diamètre tel que 60 mm, c’est en général le premier instrument de
l’astronome amateur débutant et que l’on garde tout une vie.
Peu encombrante et facilement transportable elle vous suivra partout.
Facile d’utilisation
Peu sensible aux turbulences atmosphériques et à la pollution lumineuse grâce à son tube
fermé, il est ainsi possible d’observer les planètes en pleine ville!
Peut être transformée en longue-vue terrestre avec un redresseur d’images.
Avec elle il est déjà possible de distinguer des détails sur la Lune, les deux principales
bandes équatoriale à la surface de Jupiter, le ballet des satellites Galiléens, les anneaux de
Saturne, les phases de Vénus et de séparer quelques étoiles doubles.
Le prix et l’encombrement de ce type d’instrument devient rapidement élevé dés que l’on
dépasse un diamètre d’objectif de 100 mm
Les lunettes sont en général moins lumineuses du fait d’un plus mauvais rapport F/D (entre
11 et 13) que les télescopes à diamètre égal ce qui en limite l’usage pour l’observation des
objets du ciel profond
Les petits instruments d’initiation sont en général fournit avec une monture azimutale
dont les inconvénients apparaissent vite dés que l'on veut grossir suffisamment pour
distinguer le disque d'une planète par exemple !, en effet il faut manoeuvrer deux
axes en même temps pour compenser le mouvement apparent du ciel.
Le Telescope Newton
Le Télescope Newton
• Avantages :
– Plus gros diamètre de miroir à prix égal que la lunette d’où un meilleur
pouvoir collecteur de lumière, ce type d’instrument est souvent prisé par
l’amateur.
– Le principe des miroirs s’ils sont correctement alignés élimine toute
aberration chromatique et permet donc d’offrir un meilleur rapport F/D
(de 5 à 8), plus lumineux qui permet d’aller plus loin dans les
observations du ciel profond.
– En général livrés avec une monture équatoriale, ce type de monture
pour peu qu’elle soit correctement mis en station permet un meilleur
suivi et ouvre la porte à des travaux tels que la photographie par
exemple.
• Inconvénients :
– Encombrants dans les grands diamètres
– Assez facilement instable et offrant une prise au vent si la monture est
trop légère surtout en ce qui concerne les 115X900.
– Sensible à la turbulence.
Le Télescope Cassegrain et
dérivés
Le Télescope Cassegrain et
dérivés
• Avantages :
– Cumule les avantages d’une lunette et d’un télescope
grâce à son tube fermé
– Instrument moderne
– Peu encombrant et facilement transportable même
dans les grands diamètres.
– Stable
• Inconvénients :
– Coûteux
– Moins lumineux qu’un Newton
– Sensible à la rosée (pare buée obligatoire)
La monture azimutale
La Monture azimutale
• La monture azimutale: La monture azimutale équipe la
plupart des instruments d'initiation (lunettes de 50 et 60
mm de diamètres, ou télescopes de 75 mm environ).
Grâce à deux manettes, elle permet de faire pivoter
l'instrument dans le plan horizontal, pour suivre le
mouvement " en azimut" d'un astre, et dans le plan
vertical pour suivre son mouvement "en hauteur". Ce
type de monture s'avère néanmoins vite limité, car
l'instrument n'effectue que des mouvements rectilignes,
alors que les astres décrivent des arcs de cercle dans le
ciel. Pour pouvoir les suivre, il faut exécuter des
mouvements "en escalier", en tournant simultanément
les deux manettes de la monture.
La Monture équatoriale
• La monture équatoriale: Plus massive et plus stable
que la monture azimutale, la monture équatoriale n'a pas
ce problème de suivi, car elle décrit elle aussi un arc de
cercle, tout comme l'objet observé. Son principe est
simple et consiste à "compenser" mécaniquement la
rotation de la Terre: l'un des axes, celui de déclinaison,
sert uniquement à pointer l'astre observé. Le second,
celui de l'ascension droite, appelé "axe horaire", est
incliné d'un angle égal à la latitude du lieu d'observation,
et se retrouve ainsi parallèle à l'axe de rotation terrestre.
Le suivi de l'astre se fait manuellement en faisant
tourner l'axe horaire en sens inverse du sens de rotation
de la Terre sur elle-même, et au même rythme.
La Monture équatoriale allemande
La Monture équatoriale à fourche
Les Oculaires
• Les oculaires agissent comme des loupes en
agrandissant l'image formée au plan focal de
l'instrument.
• Plus leur focale est petite, plus l'image est agrandie. Il
est conseillé de commencer une observation avec
l'oculaire de plus faible grossissement pour aller en
progressant vers les plus forts grossissements.
• Leurs formules optiques, ainsi que leurs focales sont
indiquées sur la partie supérieure de l'oculaire, la focale
est exprimée en millimètres.
• Il existe plusieurs types d'oculaires comme les Kellner,
Orthoscopic, Plössl, et Erfle, ou encore d'autres
variantes plus spécifiques comme les Nagler et les
Lanthanum
Les Oculaires
Vue en coupe de différents types d'oculaires.
De gauche à droite, le Keller, le Plössl, et l'ultra grand champ.
Accessoires
• Le barlow: Les lentilles de
Barlow constituent des
accessoires précieux, qui
permettent de disposer
de deux grossissements
pour un oculaire. Seuls
les modèles
achromatiques et
apochromatiques
assurent d'excellents
résultats
• Renvoi coudé
Accessoires
• Les Filtres: Les filtres permettent d'accentuer les
contrastes et de mettre en évidence des détails
en atténuant ou renforçant certaines longueurs
d'ondes. Ils se vissent sur la jupe des oculaires