ASTRONOMIE (3).

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Disciplines par type d'observation

En astronomie, l'information provient principalement de la détection et de l'analyse de la lumière visible ou d'une autre onde électromagnétique. L'astronomie d'observation peut être divisée selon les régions observées du spectre électromagnétique. Certaines parties du spectre peuvent être observées depuis la surface de la Terre, alors que d'autres sont seulement observables à de hautes altitudes voir dans l'espace. Des informations spécifiques sur ces sous-branches sont données ci-dessous.

Radioastronomie

La radioastronomie étudie les radiations d'une longueur d'onde supérieure au millimètre. La radioastronomie est différente des autres formes d'observations astronomique dans la mesure où les ondes radio sont traitées d'avantages comme des ondes plutôt que comme des photons discrets. Il est plus facile de mesure l'amplitude et la phase des ondes radio que celles de longueurs d'ondes plus courtes.

Bien que certaines ondes radio soient produites par certains objets astronomiques sous forme d'émissions thermiques, la plupart des émissions radio que sont observées depuis la Terre sont vues sous forme de rayonnement synchrotron, qui est produit lorsque les électrons oscillent autour de champs magnétiques. En outre, un certain nombre de raies spectrales produites par le gaz interstellaire, notamment le raie d'hydrogène à 21 cm, sont observables dans le domaine radio.

Une grande variété d'objets sont observables en ondes radio, ce qui inclut les supernovae, le gaz interstellaire, les pulsars et les noyaux galactiques actifs.


Le Very Large Array est un exemple de radiotélescope .

Astronomie infrarouge

L'astronomie infrarouge s'occupe de la détection et de l'analyse du rayonnement infrarouge (longueurs d'onde plus longue de celle de la lumière rouge) . Excepté pour les longueurs d'ondes situées près de la lumière visible, le rayonnement infrarouge est fortement absorbé par l'atmosphère ; d'autre-part, celle-ci produit des émissions d'infrarouge significatives. Par conséquent, les observatoires infrarouges doivent être situés sur des lieux très élevés et sec, ou dans l'espace.

L'astronomie infrarouge est particulièrement utile pour l'observation des régions galactique entourées de poussière, et pour les études des gaz moléculaires. Étant sollicitée dans le cadre de l'observation d'objets froids (moins de quelques centaines de Kelvins) et est donc également utile à l'observation des atmosphères planétaires.

Parmi les observatoires à infrarouges, on peut citer les télescopes spatiaux Spitzer et Herschel.

Astronomie optique

D'un point de vue historique, l'astronomie optique, également appelée l'astronomie de la lumière visible, est la plus ancienne forme d'astronomie. À l'origine, les images optiques étaient dessinées à la main. À la fin du XIX^e siècle et durant une bonne partie du XX^e siècle, les images furent faites en utilisant un équipement photographique. Les images modernes sont produites grâce à des détecteurs digitaux, particulièrement les caméras CCD. Bien que la lumière visible s'étend elle-même approximativement 4000 Å à 7000 Å (400 nm à 700 nm), le même équipement peut être utilisé pour observer les ultraviolets proches ainsi que le proche-infrarouge.

En réalité, l'atmosphère n'est pas tout à fait transparente à la lumière visible. En effet, les images obtenues sur Terre dans ces longueurs d'ondes souffrent de distortion dues aux turbulences atmosphériques. C'est ce phénomène qui est responsable du scintillement des étoiles. Le pouvoir de résolution ainsi que la magnitude limite théoriques d'un télescope terrestre sont donc diminués à cause de ces mêmes perturbations. Pour remédier à ce problème, il est donc nécessaire de quitter l'atmosphère terrestre. Une autre solution, l'optique adaptative, permet également de réduire la perte de qualité de l'image.


Délivré des contraintes atmosphériques, le télescope spatial Hubble a fourni des images exceptionnelles en lumière visible (entre autres).

Astronomie en ultraviolets

L'astronomie en ultraviolets fait référence aux observations aux longueurs d'ondes correspondant à l'ultraviolet, c'est-à-dire entre ~ 100 et 3200 Å (10 à 320 nm). La lumière de ces longueurs est absorbée par l'atmosphère de la terre, les observations de ces longueurs d'ondes se font donc depuis la haute atmosphère ou depuis l'espace. L'astronomie à ultraviolets est plus indiquée pour l'observation du rayonnement thermique et des raies spectrales des étoiles bleues chaudes (étoiles OB) qui sont très lumineuses dans ce domaine. Cela comprend les étoiles bleues des autres galaxies, qui ont été les cibles de plusieurs études sur le sujet. D'autre objets sont aussi couramment observés en UV, comme les nébuleuses planétaires, les rémanents de supernovae ou les noyaux galactiques actifs. Cependant, la lumière ultraviolette est facilement absorbée par la poussière interstellaire, les mesures ont donc besoin d'être corrigées de l'extinction.

Astronomie des rayons X

 L'astronomie des rayons X consiste en l'étude des objets astronomiques à des longueurs d'ondes correspondant aux rayons X, autrement dit allant d'environ 0,1 à 100 Å (0,01 à 100 nm). Typiquement, les objets émettent des rayons X comme des émissions synchrotron (produit par des électrons oscillant autour des lignes d'un champ magnétique), des émissions thermiques provenant de gaz fins (appelé rayonnement continu de freinage) qui est au-dessus de 10⁷ kelvins, ainsi que des émissions thermiques de gaz épais (appelé rayonnement du corps noir) dont la température est supérieure à 10⁷ kelvins. Puisque les rayons X sont absorbés par l'atmosphère de la terre, toute observation en rayons X doit être effectuée par des ballons de haute altitude, par des fusées, ou par un engin spatial. Parmi les sources de rayons X notable, nous pouvons citer les binaires X, les pulsars, les rémanents de supernovae, les galaxies elliptiques ou actives, et les amas de galaxies.


Le télescope spatial à rayons X Chandra a profondément transformé notre connaissance de l'univers.

Astronomie des rayons gamma

L'astronomie des rayons gamma concerne les plus petites longueurs d'ondes du spectre électromagnétique. Les rayons gamma peuvent être directement observées par des satellites tels que le Compton Gamma-Ray Observatory.

La majorité des rayons gamma proviennent en réalité des sursauts gamma, des objets qui produisent un rayonnement gamma intense pour une durée variant de quelques millisecondes à quelques milliers de secondes. Seulement 10 % des sources de rayons gamma sont permanentes. Parmi ces émetteurs stables de rayons gamma, on retrouve les pulsars, les étoiles à neutrons, et les trous noirs, au même titre que les galaxies actives.

Sciences interdisciplinaires

L'astronomie et l'astrophysique ont développé d'importants liens avec d'autres champs d'études scientifiques, à savoir :

• L'astrobiologie étudie l'apparition et l'évolution des systèmes biologiques présents dans l'univers.
• L'archéoastronomie étudie les astronomies anciennes et traditionnelles dans leurs contextes culturels, en utilisant des preuves archéologiques et anthropologiques.
• L'astrochimie étudie les substances chimiques trouvées dans l'espace, généralement dans les nuages moléculaires, ainsi que leur formation, leurs interactions, et leur destruction. Cette discipline fait le lien entre astronomie et chimie.
• la cosmochimie étudie les substances chimiques trouvées dans le système solaire, y compris l'origine des éléments ainsi que les variations dans les rapports isotopiques.

 Astronomie amateur

Les astronomes amateurs observent une variété d'objets célestes, au moyen d'un équipement qu'ils construisent parfois eux-mêmes. Les cibles les plus communes pour un astronome amateur sont la Lune, les planètes, les étoiles, les comètes, les essaims météoritiques, ainsi que les objets du ciel profond que sont les amas stellaires, les galaxies et les nébuleuses. Une branche de l'astronomie amateur est l'astrophotographie, consistant à photographier le ciel nocturne. Une partie des amateurs aiment se spécialiser dans l'observation d'un type d'objet particulier.

La plupart des amateurs observent le ciel au longueurs d'ondes visibles, mais une minorité travaille avec des rayonnements hors du spectre visible. Cela comprend l'utilisation de filtres infrarouges sur des télescopes conventionnels, ou l'utilisation de radiotélescopes. Le pionnier de la radioastronomie amateur était Karl Jansky qui a commencer à observer le ciel en ondes radio dans les années 1930. Un certain nombre d'amateurs utilisent soit des télescopes fabriqués de leur mains, soit des télescopes qui ont été construits à l'origine pour la recherche astronomique mais qui leur sont maintenant ouverts (par exemple le One-Mile Telescope).

Une certaine frange de l'astronomie amateur continue de faire progresser l'astronomie. En fait, il s'agit de l'une des seules sciences où les amateurs peuvent contribuer de manière significative. Ceux-ci peuvent effectuer les calculs d'occultation qui servent à préciser les orbites des planètes mineures. Ils peuvent aussi découvrir des comètes, effectuer des observations régulières d'étoiles doubles ou multiples. Les avancées en technologie numérique ont permis aux amateurs de faire des progrès impressionnants dans le domaine de l'astrophotographie.


Un télescope de Dobson d'amateur.

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