Le télescope Lovell de l’observatoire Jodrell Bank, situé dans le Cheshire, en Angleterre

Le télescope Lovell de l’observatoire Jodrell Bank, situé dans le Cheshire, en Angleterre (Rosser1954 [CC BY-SA 4.0], Wikimedia Commons)

Télescopes et astronomie

Richard Bloch

Résumé

Lorsqu’ils et elles observent le ciel, les astronomes étudient la lumière visible, mais aussi tout le spectre électromagnétique, à l’aide de différents télescopes.

Quand tu entends le mot astronomie, à quoi penses-tu? La plupart des gens pensent aux étoiles. Mais quand tu étudies les étoiles, dans les faits, tu étudies la lumière. Que tu fasses de la recherche, que tu explores le ciel nocturne ou que tu regardes simplement en l’air, tout ce que tu observes provient de la lumière. Dans un ciel noir, loin de la ville et par une nuit dégagée et sans lune, il y a beaucoup à voir!

Mais il y a aussi beaucoup de choses que tu ne peux pas voir — du moins, pas à l’œil nu. Pour pouvoir observer ces choses-là, les astronomes se tournent vers les télescopes. À l’aide de différents types de télescopes, les astronomes scrutent non seulement la lumière visible, mais aussi tout le spectre électromagnétique afin de recueillir de l’information sur l’univers.

Qu’est-ce que le spectre électromagnétique?

Le spectre électromagnétique est l’ensemble de la gamme possible de rayonnement électromagnétique. Nous pouvons diviser le spectre en différentes bandes. Et parmi ces bandes, on retrouve la lumière visible.

La lumière est constituée d’ondes de rayonnement électromagnétique. Les bandes sont mesurées en fonction de leur longueur d’onde. Pense à la forme d’une onde. Chaque onde a une crête. La longueur d’onde est la distance d’une crête à l’autre.

Voici les bandes du spectre électromagnétique, de la longueur d’onde la plus longue à la plus courte :

  • Radio
  • Micro-onde
  • Infrarouge
  • Lumière visible
  • Ultraviolet
  • Rayons X
  • Rayons gamma

 

Le spectre des ondes électromagnétiques
Spectre des ondes électromagnétiques. Remarquez comment les rayons gamma rays sont à l’extrême gauche (Parlons sciences utilisant une image de Inductiveload [CC BY-SA 3.0] via Wikimedia Commons).

 

Pourquoi les couleurs sont-elles importantes?

Les couleurs sont importantes parce que chaque couleur représente une différente longueur d’onde de la lumière.

En général, la lumière visible correspond à la gamme de couleurs que les humains peuvent voir. Le spectre de la lumière visible s’étend du rouge au violet. Mais le tableau n’est pas complet! La lumière peut avoir des longueurs d’onde beaucoup, beaucoup plus longues que le rouge. Elle peut également avoir des longueurs d’onde beaucoup, beaucoup plus courtes que le violet. En fait, les humains ne peuvent voir qu’une petite partie de toute la lumière!

Quel est le rapport entre le spectre électromagnétique et l’astronomie?

Tout! Les humains ne peuvent voir que la lumière visible. Mais cela ne signifie pas que le reste de l’univers fonctionne à la lumière visible. Certains événements et objets ne peuvent être observés que dans certaines bandes du spectre. Parfois, même des détails sur des objets visibles ne peuvent être détectés qu’à ces autres longueurs d’onde.

Alors, que font les astronomes? Ils construisent des télescopes qui permettent de voir ces longueurs d’onde.

Les ondes radio ont les plus grandes longueurs d’onde. Cela signifie que les radiotélescopes doivent être énormes pour pouvoir les capter. Les radiotélescopes sont les antennes paraboliques géantes que tu as peut-être déjà vues dans les films. Le Canada possède des radiotélescopes en Ontario et en Colombie-Britannique.

Les télescopes Very Large Array (très grand réseau) et Thoth
À gauche : le Very Large Array (très grand réseau), au Nouveau-Mexique. Ces antennes sont capables de détecter les ondes radio, mais une fois reliées entre elles, elles fonctionnent comme une seule antenne géante aussi vaste que le réseau lui-même. À droite : le télescope Thoth à l’observatoire radioastronomique Algonquin. Des radiotélescopes uniques comme celui-ci sont utilisés dans le monde entier. (Sources : utilisateur : Hajor [CC BY-SA 2.0] via Wikimedia Commons and Bquine [CC BY-SA 3.0] via Wikimedia Commons).

 


Récemment, les observatoires radioastronomiques ont même mis en réseau différentes antennes paraboliques. De cette façon, elles peuvent toutes travailler ensemble, comme si elles formaient une seule antenne géante. Ce processus s’appelle interférométrie.

Le savais-tu? 

Certains des objets les plus lointains dans l’univers nous donnent de la lumière sous forme d’ondes radio. 

Il existe d’autres types de télescopes qui étudient des phénomènes dans d’autres longueurs d’onde 

  • Les télescopes micro-onde (ou hyperfréquence) ont permis aux astronomes de mieux comprendre le fond diffus cosmologique (FDC), composé de rayonnement micro-onde. Il s’agit d’un champ de rayonnement qui imprègne l’univers tout entier. Le fond diffus cosmologique micro-onde a été créé peu après le Big Bang.
  • Les télescopes infrarouge sont utiles pour regarder à travers la poussière présente dans notre galaxie, qui bloque la lumière visible. Ils permettent aux astronomes de voir des choses qui, autrement, seraient invisibles.
  • Les télescopes ultraviolet ont aidé les astronomes à comprendre la composition chimique de notre galaxie. Cela permet aux scientifiques de comprendre comment notre galaxie évolue avec le temps.
  • Les télescopes à rayons X et à rayons gamma peuvent détecter des particules hautement énergétiques provenant de certains des objets les plus exotiques de l’univers. Ces télescopes nous fournissent beaucoup de données qui permettent d’étudier des choses comme les étoiles à neutrons et les trous noirs.

Plusieurs télescopes différents, observant de nombreuses longueurs d'onde différentes sont nécessaires pour obtenir une image complète de notre univers. Mais quelle que soit la section du spectre que vous observez, il y a toujours quelque chose à regarder et à étudier. Qu'il s'agisse d'images en ligne de la NASA ou du télescope de votre ami, de nouveaux points de vue sont à portée de main !

 

Références

Abel, P. G. (2015, October). Absolute beginners no. 3: A short introduction to some common types of telescope. British Astronomical Association.

Canright, S. (2009, April 10). Telescope features. NASA.

Helden, A. V. (1995). The telescope. The Galileo Project.

Mawet, D. (2017, September 28). Telescopes and telescope optics i: Intro optics, configurations, design issues. California Institute of Technology.

McFadden, C. (2018, May 27). A brief history of the telescope: From 1608 to gamma-rays. Interesting Engineering.

Sacek, V. (2019, July). Notes on amatuer telescope optics. Telescope-Optics.net.