Le blog de l'atelier d'astronomie du lycée Jean Moulin

SEMAINE D’ASTRONOMIE

du 16 au 19 Janvier 2018 Antoine Malet 218

1. Fabrication d’un cadran solaire

2. Usage d’un logiciel de visualisation numérique : Planétarium

L’orbite de la terre est elliptique, qui entraîne que sa vitesse de rotation n’est pas constante puisqu’elle n’est pas toujours à la même distance du soleil, donc elle accélère pour rester en équilibre.

Nous avons aussi étudié le mouvement des galaxies et constaté qu’il y avait parfois des collisions pendant lesquelles les deux galaxies se déforment.

Exemple : galaxie du Chien de Chasse

La constellation du Lion comporte beaucoup de galaxies.

3. Télescopes modernes, innovations et imagerie numérique du ciel

Les chercheurs essaient toujours d’améliorer leur matériel d’observation. Un télescope est composé d’un miroir parabolique pour capter les photons émis par les objets que l’on veut observer et les concentrer en un point précis de la lunette pour ensuite l’observer plus précisément à l’aide de lentilles. L’innovation de Newton sur les télescopes consiste à placer un miroir dans la lunette (obstruant une grande quantité de signal) permettant de diriger l’image vers un objectif secondaire pour faciliter l’observation.

Les miroirs contenus dans les télescopes son polis à l’échelle moléculaire et donc très chers à produire. Les chercheurs ont tenté de remplacer ces miroirs par du mercure liquide, mais c’était toxique et surtout cela ne permettait d’observation qu’au zénith ! Les scientifiques ont donc abandonné.

L’imagerie numérique du ciel, du fait de la distance entre les objets et le photographe, est très compliquée. On fixe le capteur sur le télescope (qui lui sert alors d’objectif) lequel compense la rotation de la Terre.

Il y a 2 types d’instruments :

- Un APN (Appareil Photo Numérique) : nécessite une pose de quelques heures pour accumuler la lumière.

- Une caméra CCD (Charge Coupled Device) qui transforme les photons en électrons (l’image est en noir et blanc).

Il y a 3 types de pollutions :

L’offset : est dû au bruit de lecture du capteur. Les professionnels créent un offset maître afin de soustraire cette pollution à l’image.

Le Dark : Lorsque l’appareil chauffe, il émet des électrons qui sont interprétés comme étant du signal. Ce sont des points chauds : Les professionnels créent un Dark maître afin de soustraire cette pollution à l’image. Les caméras sont refroidies au préalable à l’azote liquide pour limiter ce phénomène.

Le Flat-Field : est dû à la poussière déposée sur le miroir. Les professionnels créent un Flat maître afin de diviser cette pollution à l’image.

La caméra CCD prend des photos en noir et blanc (voir photo de la galaxie du Chien de chasse). On prend trois photos que l’on purifie (voir les techniques ci-dessus), on leur applique à chacune un filtre différent (bleu, rouge et vert, les trois couleurs primaires) puis on les additionne, en sorte d’avoir la meilleure qualité de couleur possible.

4. L’Observatoire de Haute-Provence (OHP)

L’OHP ne s’intéresse pas qu’à l’astronomie mais aussi à la géophysique et la botanique (étude des conséquences du stress hydrique sur une population de chênes pour anticiper les possibles dégâts du réchauffement climatique.)

Les gaz CFC (que l’on trouve dans les climatiseurs et les réfrigérateurs) provoquent la libération à l’intérieur de la couche d’ozone d’atomes de chlore, qui réagissent avec l’ozone pour former du monoxyde de chlore et de l’oxygène. Cette réaction est amplifiée par le froid : c’est là qu’interviennent les gaz à effet de serre (GES) ; en réchauffant la surface, ils refroidissent la couche d’ozone. Sa vitesse de destruction est alors exponentielle. On mesure ces dégâts à l’aide de LIDAR (LIght Detection And Ranging) qui propulsent un laser (lumière concentrée avec une seule longueur d’onde). En analysant le décalage de longueur d’onde par l’effet Doppler, on sait ce qu’a touché le laser et on en tire les conclusions sur la composition de l’atmosphère. Pour cela, on utilise aussi des ballons sonde (vitesse d’ascension : 5m/s) qui mesurent chimiquement la quantité d’ozone puis éclatent par dilatation (30km), car, plus la pression de l’air diminue, plus le volume augmente. On note : P sol *V sol = P haut *V haut.

On utilise aussi des lasers à UV (avec un laser de référence ordinaire) pour étudier l’ozone, qu’on refroidit avec de l’air liquide (qui a été mis sous pression jusqu’à sa liquéfaction) et un télescope d’émission-réception à ciel ouvert composé de 4 miroirs paraboliques.

Ensuite, dans le documentaire sur le centre qui expliquait comment, avec un télescope de 1,93 m (qui détenait le record de taille du monde à cette époque), Michel Mayor (Directeur de thèse) et Didier Kelloz (dont la thèse était de découvrir une exo planète) ont découvert 51 Pegasi b en observant les variation de vitesse et de luminosité d’une étoile.

5. Observation du soleil au sidérostat et au télescope

La surface du soleil est un magma brûlant(les électrons sont séparés du noyau) et chargé. Sa vitesse de rotation à l’équateur est de 25 jours/tour tandis qu’aux pôles elle de 35 jours/tour. Cette différence de vitesse de rotation entraîne une torsion du champ magnétique solaire. Lorsqu’il rentre en contact avec le magma, il arrive que des particules chargées suivent les lignes du champ magnétique : c’est une protubérance ou éruption solaire, qui peut durer plusieurs jours. Lors d’une éclipse totale, on peut voir la couronne. Le soleil émet sa lumière dans différentes longueurs d’ondes : Gamma, UV, Rayons X et IR. Certains éléments de la couronne absorbent des longueurs d’ondes, ce qui permet de les reconnaître.

Avec un sidérostat, on peut réaliser un spectre (qui a plusieurs ordres ou parties) qui permet, selon l’intensité et la couleur, de déterminer certains éléments composant le soleil (tel que l’hydrogène, de couleur orange). Plus la partie est sombre, plus il est facile de séparer les couleurs.