les instruments d`observation

LES INSTRUMENTS D’OBSERVATION
Les lunettes astronomiques
Les lunettes astronomiques associent une série de lentilles
alignées dans un tube. Cet instrument a été celui utilisé par Galilée
qui a pu observer vers 1610 les mouvements de 4 satellites
tournant autour de Jupiter, ce qui a été une révolution dans
l’histoire des sciences.
Originellement, ces lentilles sont convergentes mais cela pose des
problèmes au niveau des couleurs (aberrations chromatiques). La
solution adoptée pour corriger ce problème est d’accoler des
verres de natures différentes mais aussi de lentilles divergentes.
Le lycée Guebre Mariam à Addis-Abeba possède quelques lunettes (voir photo). La plus intéressante est la
lunette Next Star 102 SLT (an centre).
LE SAVIEZ-VOUS ?
Pour calculer le grossissement G d’une lunette, il faut
diviser la focale de la lentille (lunette) ou du miroir
(télescope) principal F par la focale de l’oculaire que
l’on place au foyer f.
On note G = F /f.
Caractéristiques techniques :
Distance focale f = 660 mm.
Diamètre 102 mm
Oculaires disponibles :
- f = 25 mm. Permet de grossir (660/25=) 26 fois.
- f = 9 mm. Permet de grossir (102/9=) 73 fois.
Commentaires :
Cet instrument très facile d’utilisation est léger et il est donc facilement transportable. Attention, les
oculaires permettant de grossir énormément ne rendent pas spécialement des images de bonne qualité car
le diamètre reste petit : il y a donc peu de lumière qui entre. Avec le petit oculaire grossissant 73 fois, nous
zoomons donc énormément sur des objets très peu lumineux et cela reste donc insuffisant pour le ciel
profond (nébuleuses, galaxies…). Par contre, les objets lumineux comme la Lune et les planètes sont très
agréables à regarder comme lors de la première soirée d’observation de nos secondes rencontres à Addis.
Comme Galilée, nous pouvons voir Jupiter et ses satellites, les deux bandes principales de Saturne.
L’ensemble de la lunette et de sa monture légère ne permettent par contre pas d’utiliser facilement les
appareils photos avec nos lunettes.
RENCONTRES ASTRONOMIQUES DE LA ZONE AFRIQUE AUSTRALE ET OIENTALE
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2ème EDITION -
Les télescopes
La différence entre un télescope et une lunette astronomique est que
le tube du télescope est constitué d’une succession de miroir.
Ces appareils ont rapidement remplacé les lunettes pour plusieurs
raisons :
- La lumière ne traverse pas de verre et cela limite les
aberrations chromatiques.
- La technique de fabrication a longtemps limité la taille des
lentilles pouvant être fabriquées pour les lunettes alors que l’on
pouvait fabriquer des miroirs bien plus grands. La quantité de
lumière reçue est donc plus grande et avec des images aux
forts grossissements, nous recevons assez de lumière pour
bien voir le ciel profond.
Le télescope spatial Hubble permet de faire des observations
sans être gêné par les perturbations de l’atmosphère.
Caractéristiques techniques :
Distance focale f = 57,4 m.
Diamètre 2,4 m
Le lycée Guébré Mariam possède notamment un télescope C8 Celestron sur pied motorisé.
LE SAVIEZ-VOUS ?
Le calcul du rapport F/D d’un télescope permet
de savoir pour quel type d’observation il est
mieux adapté.
- si F/D ≤ 6, le télescope est adapté pour le ciel
profond, le grand diamètre permettant de
recevoir le maximum de lumière que nous
envoie le fond du ciel.
- si F/D ≥ 10, les images reçues seront idéales
pour les objets plus lumineux comme les
planètes.
Ce télescope de type Schmidt-Cassegrain permet d’observer au fond du tube.
Caractéristiques techniques :
Distance focale du miroir primaire : F = 2000 mm
Diamètre : D = 200 mm
Commentaires :
Son rapport F/d = 10 ce qui est fait un instrument assez polyvalent pour le ciel profond et le planétaire. Son
pied motorisé lui permettra de réaliser de la photographie avec des temps de poses dépassant la minute.
L’utilisation d’une lentille spéciale appelée Barlow que l’on accole à l’oculaire améliore encore l’observation
des planètes. A l’inverse, un réducteur de focale, permet d’avoir de belles observations du ciel profond.
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Le lycée Français de Djibouti possède un télescope type Dobson (photo ci-dessous).
Miroir
secondaire.
Oculaire
Miroir convergent
Caractéristiques techniques :
Commentaires :
Son rapport F/D inférieur à 5 en fait un appareil permettant de faire de belles observations du ciel profond.
En effet, son gros diamètre permet de commencer à bien voir les nébuleuses comme la nébuleuse d’Orion.
Facilement transportable, il est notre compagnon idéal pour les soirées d’animation et d’observation de la
Lune, de Saturne, de Jupiter. Par contre, n’étant pas motorisé, il faut en permanence le déplacer pour
suivre le mouvement des objets observés.
Le lycée de Djibouti possède aussi deux télescopes de type Newton (on observe sur le côté).
Caractéristiques techniques :
Marque Bresser
F= 800 mm et D =203 mm
Marque celestron
F= 1200 mm et D = 150 mm
Monture célestron CG5 et
sa raquette de commande.
Commentaires : leurs rapports F/D proches de 5 en font des instruments plus performants pour
l’observation du ciel profond.
Utilisés sur le pied motorisé célestron, ils permettent ainsi de faire de la photographie du ciel profond
avec de longs temps de pose. A l’œil nu, on commence à discerner de beaux amas globulaires ou
des étoiles doubles.
Il faut aussi savoir que la qualité de l’instrument astronomique varie avec le diamètre et la largeur de
ce dernier. Plus l’instrument est grand en diamètre, plus l’instrument a la capacité de l’instrument à
fournir une précision sur les astres du ciel, et nous permet de distinguer de fins détails (amas
globualires ou étoiles doubles par exemple) : c’est le pouvoir séparateur de l’instrument.
Amas globulaire dans le
Sagittaire.
Etoile double Albireo
On peut voir une étoile orange et l’autre bleue
(différences de températures de surface)
Photos prises avec un boîtier nikon D7000 au foyer du télescope Bresser, atelier astronomie du lycée de Djibouti, novembre 2014.
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Faire de la photo du ciel profond avec nos télescopes ?
Les instruments de l’amateur peuvent être utilisés pour
prendre des phots du ciel. Pour pouvoir faire cela, nous
devons premièrement installer un capteur a la place de
l’oculaire : une reflex pour le ciel profond ou une camera
CCD pour le planétaire.
Mais ceci ne suffit pas, l’astrophotographie est une
branche de photographie qui consiste à prendre
plusieurs photos du ciel et de les superposer, pour
obtenir une photo de qualité supérieure.
Généralement, les photographies que nous voyons sur
internet ou dans des magazines sont
des
superpositions de plusieurs photos (même celles de la
NASA).
Pour le planétaire, on peut se servir des images de
vidéos. Lors des rencontres, nous avons pu obtenir les
images suivantes de la Lune et de Jupiter.
Les élèves lors de la 2ème rencontre astronomique de
la zone, autour de Patrick Lécureuil.
Une caméra a été mise au foyer du télescope Celestron.
Relié à un ordinateur portable, des vidéos sont prises de
la Lune et de Jupiter. Il restera ensuite à en faire le
traitement pour obtenir des images.
La Lune.
Montage
réalisé par
Yisakor
Girma.
Jupiter.
Montage réalisé
par Camille
Moyemont et
Hugo Desfois.
Il existe aussi les nébuleuses (des nuages de gaz) qui sont aussi appelées pouponnière d’étoiles. La
nébuleuse la plus facile a prendre en photo est la nébuleuses d’Orion car elle visible a l’œil nu.
Elle se trouve au niveau de l’épée d’Orion juste en dessous de sa ceinture (un alignement de trois étoiles
plutôt brillantes). L’appareil photo permet notamment de faire ressortir les couleurs.
Photo James Chaboissier
et Camille Moyemont.
Pentax K-5 f/2,8, 8 secondes,
1600 ISO, focale 50 mm.
Photo au foyer du télescope Bresser, nikon D7000, 15 images de 20 secondes
de temps de pose empilées avec le logiciel deep skystacker
(+4 darks, 5 flats et4 offsets). Atelier du lycée de Djibouti.
Il y a des nébuleuses qu’on ne peut pas voir a l’œil nu mais on peut les
photographier grâce a un appareil muni d’un filtre spécial qui peut capter
les infra rouge. Parmi celle-ci, il y a la nébuleuse de la tête de cheval.
Un de nos prochains défis ?
Panneaux réalisés par Camille MOYEMONT, Rahma MOHAMED HASSAN, Issacl ALI MOHAMED et Kidus ANTENEH.
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