Observation Astronomique

Télescopes Optiques§

Principe

• Collecte lumière (grande surface) + agrandissement
• Réfracteurs : lentilles (aberration chromatique)
• Réflecteurs : miroirs (design moderne dominant)

Designs Réflecteurs

• Newton : miroir primaire parabolique, miroir secondaire plan, oculaire latéral
• Cassegrain : primaire + secondaire convexe, oculaire arrière (compacte)
• Ritchey-Chrétien : deux miroirs hyperboliques, large champ (Hubble, VLT)

Grands Télescopes Sol

• VLT (Very Large Telescope) : 4× 8,2 m, Chili (ESO), optique adaptative
• Keck I & II : 2× 10 m, Hawaï, miroirs segmentés
• Gran Telescopio Canarias (GTC) : 10,4 m, Canaries
• ELT (Extremely Large Telescope) : 39 m, construction Chili, opérationnel ~2027
• TMT (Thirty Meter Telescope) : 30 m, Hawaï, controversé
• GMT (Giant Magellan Telescope) : 7× 8,4 m = 24,5 m, Chili

Sites Observation

• Mauna Kea (Hawaï) : 4 200 m, air sec, stable
• Atacama (Chili) : désert, haute altitude, ciel clair
• Canaries : Roque de los Muchachos, Teide

Optique Adaptative

• Correction turbulences atmosphériques temps réel
• Miroir déformable + étoile guide laser
• Résolution quasi limitée diffraction

Télescopes Spatiaux§

Avantages

• Pas d’atmosphère : résolution maximale, tous longueurs onde
• Observation continue

Hubble Space Telescope (HST)

• Lancé 1990, réparations (dernière 2009)
• Miroir 2,4 m
• Visible, UV, infrarouge proche
• Découvertes : expansion accélérée, âge Univers (13,8 Ga), proto-galaxies, exoplanètes
• Images iconiques : Piliers Création, Deep Fields, nébuleuses

James Webb Space Telescope (JWST)

• Lancé 2021, opérationnel 2022
• Miroir 6,5 m (segmenté, or)
• Infrarouge : 0,6-28 μm
• Point Lagrange L2 (1,5 M km)
• Objectifs : premières galaxies, formation étoiles/planètes, atmosphères exoplanètes
• Résultats : galaxies z>13 (300 M ans Big Bang), composition atmosphères exoplanètes (TRAPPIST-1), images époustouflantes (Carina, JWST Deep Field)

Autres Télescopes Spatiaux

• Chandra : rayons X (TN, supernovae, amas)
• Spitzer : infrarouge (jusqu’en 2020)
• Fermi : rayons gamma (pulsars, blazars, GRB)
• TESS : transits exoplanètes
• Gaia : astrométrie, cartographie 1,8 milliard étoiles

Radioastronomie§

Principe

• Ondes radio (mm à m)
• Pénètrent nuages poussières, atmosphère
• Grandes antennes (résolution λ/D)

Instruments

• ALMA (Atacama Large Millimeter Array) : 66 antennes, Chili, sub-mm
• VLA (Very Large Array) : 27× 25 m, Nouveau-Mexique
• FAST (Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope) : 500 m, Chine, plus grand parabole monde
• Square Kilometre Array (SKA) : construction, Afrique du Sud + Australie, 1 km² surface collecte

Interférométrie

• Combiner plusieurs télescopes → résolution télescope taille séparation
• VLBI (Very Long Baseline Interferometry) : séparation continentale
• EHT : réseau planétaire, image TN M87*

Détecteurs Ondes Gravitationnelles§

LIGO/Virgo

• Interféromètres laser (bras 4 km)
• Détection déformations espace-temps (h ~ 10⁻²¹)
• 2015 : première détection (GW150914), fusion 2 TN ~30 M☉
• 2017 : fusion étoiles neutrons (GW170817) + contrepartie électromagnétique (kilonova)
• Ouvre nouvelle astronomie

LISA (Laser Interferometer Space Antenna)

• Mission spatiale ESA (lancement ~2035)
• 3 satellites, bras 2,5 M km
• Basses fréquences : fusion TN supermassifs