Les jumelles en astronomie

 

 

 

A) Introduction

Les jumelles sont excellentes astronomique, elles offrent les avantages d'être facilement transportables ( on peut les monter , démonter rapidement sur un trépied ), d'avoir un coût (en règle générale) moindre par rapport à un autre instrument et une bonne luminosité associée à un champ apparent vaste. Ainsi le jeune pourra s'initier à l'astronomie et savoir s'il a attrapé le virus astronominoccoque amateurium ( virus virulent venu de l'espace avec aucun vaccin connu à ce jour) avant de passer à des instruments plus etoffés.

 

B) Quelques données sur les jumelles

1) il existe deux grands types de jumelles

- les jumelles de théâtres avec un système de lentilles. Leur diamètre est assez limité(40mm), ainsi que le grossissement (3à4fois).

Elles ne sont donc pas utilisées en astronomie.

- les jumelles à prismes. On retrouve

a) les prismes de Porro

b) les prismes en toits : construction plus délicate ,donc plus chères. Elles sont ausii plus légères.

 2) Notions générales

chiffres

On retrouve deux chiffres sur les jumelles 10*50, 7*50 par exemple.

Le premier correspond au grossissement de l'instrument: il exprime le rapprochement apparent de la distance : pour un grossissement de 10 x un objet se trouvant à 1000 mètres semble situé à 100 mètres.

Plus le grossissement augmente plus il sera difficile de maintenir une image correcte sans "qu'elle danse". ainsi il vaut mieux avoir des grossissements jusqu' à10 fois. Au delà il est utile de monter les jumelles sur un pied (photo, fabrication personnelle ... .). De plus, plus le grossissement est petit, plus l'instrument est lumineux pour diamètre égal.

Le second au diamètre de la lentille et détermine la quantité de lumière entrant dans la jumelle : plus le diamètre est important plus l'image est lumineuse.

 

pupille de sortie:

Le rapport du diamètre sur le grossissement (D/G) donne la pupille de sortie en millimètres. Ainsi pour des jumelles 10*50 cette dernière est de 5mm et de 7,14 pour les 7*50. Ceci est important car le diamètre de la pupille de l'oeil humain varie avec l'âge. Elle décroît quand l'âge augmente. 7mm à 30 ans,6mm à 40 ans, 5 à 50 ans ,4 à 60 ans.. Ceci est une règle générale car tout individu est différent, ainsi l'idéal serait de mesurer sa propre pupille en pleine nuit.

On voit donc que des personnes jeunes tireront pleinement bénéfice des 7*50 car profiteront plus de la pupille de sortie quasiment égale à leur pupille humaine. Pour les personnes plus avancés dans l'âge il n'y aura aucun bénéfice et il vaudra mieux s'orienter vers des 10*50.

Mais là portons une remarque, il vaut mieux avoir une pupille de sortie corespondante ànotre pupille car une trop grande de pupille de sortie fournie un fond de ciel plus claire.

Luminosité :valeur théorique exprimant la quantité de lumière perçue. Elle s'obtient en divisant le diamètre de la jumelle par le grossissement et en multipliant le résultat par lui même.

exemple: Pour des 10x50 (50/10)=5, 5x5=25 La luminosité est 25

Champ visuel: largeur du paysage visible à 1000 mètres. Il est exprimé en mètres. Supérieur à 100 mètres la jumelle est dite grand champ..

Les constructeurs donnent rarement la valeur angulaire du champ. Pour la connaitre il faut prendre la largeur du paysage à 1000m. On divise ce champ en mètres par 17,5 et on multiplie par le grossissement.

exemple pour des jumelles 10x50 avec 100m/1000m : (100/17.5)x10=57,14° Ainsi de telles jumelles possèdent un angle subjectif de 57°.

 

champ apparent de jumelles 10x50

On considère les grands champs pour un angle supérieure à 60°.

Attention , encore une fois il vaut mieux avoir un angle moindre et une image correcte sur les bords que un grand angle inexploitable sur les bords.

 Pouvoir séparateur: Le diamètre ne joue aucun rôle (contrairement aux téléscopes et lunettes). En effet le pouvoir séparateur est atteint lorsque le grossissement atteint le diamètre de la jumelle. Il faut ainsi un grossissement de 40 x pour des jumelles de 40 mm de diamètre. Mais on ne grossit jamais à 40 x avec de telle jumelle mais plutôt 7x.

L'élément important ici est le grossissement pour discerner les détails. On discernera mieux dans des 10x40 que des 7x50.( d'autant plus que le contraste augmente en grossissant plus).

Poids: Il est préférable d'avoir des jumelles légères car elles peuvent être tenues à bout de bras.

Stabilisateur d'images: Depuis peu des firmes notamment CANON proposent des jumelles compensant le bougé de l'observateur. D'après ceux qui l'utilisent ceci est un plus indéniable.

3)Test

Parallaxe:

Tout d'abord regarder dans les jumelles. Après mise au point il ne faut pas qu'il y ait une gêne à observer. Cela veut dire qu'il y a un défaut de parallélisme des prismes.

On peut s'en assurer en cachant un des objectifs puis en le retirant ,aucune gêne ne doit apparraitre.

On peut observer un objet rectiligne au loin après une mise au point, on ferme les yeux et en les ouvrant on observe l'objet. Si celui-ci est double alors il y a un défaut de parallaxe. L'oeil peut compenser ce défaut mais cela entraine une fatigue oculaire.

Dimension des prismes

Les prismes ne doivent pas être sous dimensionnés. Pour cela retourner les jumelles. Regarder les oculaires, une image se forme, elle doit avoir une forme circulaire. Si elle rectangulaire alors les prismes sont trop petits et tout le potentiel de l'optique n'est pas exploité.

Diaphragme

Tenir les jumelles pour voir les oculaires mais à bout de bras. En déplaçant un crayon devant l'objectif ,ce dernier doit apparaitre immédiatement sinon les jumelles sont diaphragmées afin de réduire certains défauts sur les bords des champs

Traitement

Les jumelles doivent être traitées anti reflet. Ainsi, une plus grande partie de la lumière est transmise.On retrouve un couleur verdâtre sur l'objectif. Les prismes seront quant à eux choisi avec un traitement au sulfate de baryum toujours pour le souci d'une meilleur transmission de l'information lumineuse. Il vaut mieux posseder ds jumelles 10x50 avec une excellente transmission lumineuse que des 11x80 avec un traitement lamentable.

En observant un objet rectiligne et lumineux au loin, aucune différence du couleur ne doit apparaitre de part etd'autre de l'objet. Si l'objet est violet d'un côté et orange de l'autre. L'optique réfracte un partie de la lumière.

Les jumelles possèdent beaucoup plusde surfaces air-verre que les lunettes ou téléscopes. Ainsi le traitement des verres est primordiale. Il doit être à large bande ( la courbe de transmission se situede 400 à 600nm de longueur d'onde)

traitement au fluorure de magnésium : ce traitement permet une transmission presque totale de la lumière, il réduit les effets parasites et améliore le contraste.

traitement toutes surfaces: toutes les surfaces optiques sont traitées, y compris les lentilles intérieures, ce qui améliore le contraste.

traitement multicouche: lentilles traitées toutes surfaces avec un additif de Dioxyde de Zirconium et d’Oxyde d’aluminium, résultat : meilleur rendu des couleurs.

traitement UV, ruby, gold, green: filtre supplémentaire dans la bande de couleur concernée pour une amélioration du résultat optique et un meilleur confort d'observation.

qualité des prismes pour une même valeur théorique de luminosité vous aurez un meilleur résultat optique avec des prismes au baryum bak4 (sulfate de baryum) qu'avec des prismes au bk7 (borosilicate).Une nouvelle variété de prismes BPG2 allie l'avantage du baryum avec un poids moins important.

Fixation

Il est important que les jumelles possèdent un écrou pour adapter un pied.

Aberration bord de champ

Si possible observer la nuit les étoiles et apprécier le bord de champ. Si la déformation est importante il vaut mieux éviter de les acheter.

Mise au point

D'une manière globale il faut que la molette de mise au point soit ferme afin que cette mise au point ne soit pas modifier. On peut faire une mise au point et ensuitr poser les jumelles sur les oculaires, attendre et regarder de nouveau. La mise au point ne doit pas avoir étté modifier.

Porteur de lunettes

Pour les porteurs de lunettes il faut les essayer avec et sans lunettes pour savoir si la mise au point est possible avec les lunettes. Il faut apprecier le relief d'oeil, c'est à dire que notre oeil doit être positionné de manière adéquat (ni trop près ,ni trop loin) et agréable derrière l'oculaire. Il faut pouvoir apprécier le fait que le champ ne soit pas diminuer.

Conseils

A chaque fois que vous sortez pour observer demander toujours à observer dans les jumelles des autres pour vous faire une opinion.

Mais de toute façon comme souvent le prix est un élément décisif, en effet si on devait acheter tout instrument en fonction des critères de qualité, il nous faudrait tous être milliardaire et comme ce n'est pas le cas!!!!!!! . IL faut du moins savoir apprécier la qualité de l'instrument et faire en fonction du budget. A remarquer parfois que les plus chères ne sont pas toujours les meilleures.

C) Observation(avec des 10x50)

Il est préférable de monter les jumelles sur un pied pour éviter la fatigue.

a)Les planètes

Mars: C'est un point, le disque n'est pas décelable. La couleur orangée est visible

Jupiter: C'est la plus observable avec une paire de jumelles. On distingue le disque et les quatres satellites galliléens.

Saturne: On aperçoit un disque vaguement aplati .

Vénus: On aperçoit le disque .

Lune: C'est l'objet planétaire des jumelles. Les cratères les plus importants, les mers sont visibles. On peut apprécier la lumière cendrée.

b) Le ciel profond

Disons le tout de suite, c'est le terrain de prédilection des jumelles. La liste est non exhaustive

Les amas globulaires:

Tout dépend des amas mais bien évidemment les principaux seront bien visibles comme un boule floue avec une extension à la périphérie.

M13 (Hercule): Apparait comme une boule bien contrastée (Amas visible à l'oeil nu) et étoiles discernables.

M92 (Hercule): Moins connu que M13 mais très joli.

 

Les amas ouverts: 

M 38,36 37(Cocher): Bien discernable. Il est agréable de pouvoir les relier entre eux.

NGC 869, 884(Persée): le double amas. Il est splendible.

M11(Ecu de Sobieski)

M41(Grand chien)

M44(Cancer):Visible à l'oeil nu, on discerne des étoiles

Les nébuleuses:

M42 : Incontestablement la plus belle

Les galaxies:

M31(Andromède): Excellente aux jumelles

M81,82(Grande Ourse):objet faibles

Les étoiles doubles:

Alcor et Mizar (Grande Ourse), il faut au mois 30" d'écartement avec une bonne luminosité des deux compagnons.

 Tableau des objets Messier en fonction de la constellation par ordre alphabétique

Constellation

Messier

Type

Magn.visuelle

Dimension('arc)

Distance A.L

NGC catalogue

Andromède

M31

Gal Sb

3,4

178'x63'

2 900 000

224

M32

Gal E2

8,1

8'x6'

2 900 000

221

M110

Gal E6

8,1

17'x10'

2 900 000

205

Baleine

M77

Gal Sb

8,9

7'x6'

60 000 000

1068

Cancer

M44

AO

3,7

95'

5770

2632

M67

AO

6,1

30'

2700

2682

Capricorne

M30

AG

7,2

11'

24 800

7099

Cassiopée

M52

AO

7,3

7'

5000

7654

M103

AO

7,4

6'

8000

581

Chevelure de

M53

AG

7,6

12'6

56400

5024

Bérénice

M64

Gal Sb

8,5

9,3'x5,4'

12 000 000

4826

M85

Gal lent SO

9,1

7,1'x5,2'

60 000 000

4382

M98

Gal Sb

10,1

9,5'x3,2'

60 000 000

4192

M99

Gal Sc

9,9

5,4'x4,8'

60 000 000

4254

M100

Gal Sc

9,3

7'x6'

60 000 000

4321

Chiens de

M3

AG

30 600

5272

chasses

M51

Gal Sc

8,4

11'x7'

37 000 000

5194

M63

Gal Sb

8,6

10'x6'

37 000 000

5055

M94

Gal Sb

8,2

7'x3'

14 500 000

4736

Cygne

M29

AO

7,1

7'

4000

6913

M39

AO

5,2

32'

825

7092

Cocher

M36

AO

6,3

12'

4100

1960

M37

AO

6,2

24'

4400

2099

M38

AO

7,4

21'

4200

1912

Ecu

M11

AO

6,3

14'

6000

6705

M26

AO

8

15'

5000

6694

Flèche

M71

AG

8,2

7,2'

11700

6838

Gémeaux

M35

AO

5,3

28'

2800

2168

Grand chien

M41

AO

4,6

38'

2300

2287

Grande ourse

M40

Etoile double

8,4

0,8'

300

M81

Gal Sb

6,9

21'x10'

12 000 000

3031

M82

Gal Irr

8,4

9'x4'

12 000 000

3034

M97

Néb plan

9,9

3,4'x3,3'

2600

3587

M101,102

Gal Sc

7,9

22'

27 000 000

5457

M108

Gal Sc

10

8'x1'

45 000 000

3556

Hercule

M13

AG

5,8

16,6'

22 800

6205

M92

AG

6,4

11,2'

26 400

6341

Hydre

M48

AO

5,5

54'

1500

2548

M68

AG

7,8

12'

32 300

4590

M83

Gal SABc

7,6

11'x10'

15 000 000

5236

Licorne

M50

AO

6,3

16'

3000

2323

Lièvre

M79

AG

7,7

8,7'

41 100

1904

Lion

M65

Gal Sa

9,3

8'x1,5'

35 000 000

3623

M66

Gal Sb

8,9

8'x2,5'

35 000 000

3627

M95

Gal SBb

9,7

4,'x3,3'

35 000 000

3351

M96

Gal Sa

9,2

6'x4'

38 000 000

3368

M105

Gal E1

9,3

2'

38 000 000

3379

Lyre

M56

AG

8,3

7,1'

31 600

6679

M57

Néb plan

8,8

1,4'x1'

4 100

6720

Ophiucus

M9

AG

7,7

9,3'

26 400

6333

(serpentaire)

M10

AG

6,6

15,1'

13 400

6254

M12

AG

6,7

14,5'

17 600

6218

M14

AG

7,6

11,7'

27 400

6402

M19

AG

6,8

13,5'

27 100

6273

M62

AG

6,1

14,5'

21 500

6266

M107

AG

7,9

10'

19 600

6171

Orion

M42

néb diffuse

4

85'x60'

1 600

1976

M43

néb diffuse

9

20'x15'

1 600

1982

M78

néb diffuse

8,3

8'x6'

1 600

2068

Pégase

M15

AG

6,2

12,3'

32 600

7078

Persée

M34

AO

5,5

35'

1 400

1039

M76

Néb plan

10,1

2,7'x1,8'

3 400

650

Poisson

M74

Gal Sc

9,4

10,2'x9,5'

35 000 000

628

Poupe

M46

AO

6

27'

5 400

2437

M47

AO

5,2

30'

1 600

2422

M93

AO

6

22'

3 600

2447

Sagittaire

M8

Néb diffuse

6

90'x40'

5 200

6523

M17

Néb diffuse

7

11'

5 000

6618

M18

AO

7,5

9'

4 900

6613

M20

Néb diffuse

9

28'

5 200

6514

M21

AO

6,5

13'

4 250

6531

M22

AG

5,1

24'

10 100

6656

M23

AO

6,9

27'

2 150

6494

M24

nuage galactique

4,6

92'

10 000

6603

M25

AO

6,5

40'

2 000

4725

M28

AG

6,8

11,2'

17 900

6626

M54

AG

7,6

9,1'

82 800

6715

M55

AG

6,3

19'

16 600

6809

M69

AG

7,6

7,1'

26 700

6637

M70

AG

7,9

7,8'

28 000

6681

M75

AG

8,5

6'

57 700

6864

Scorpion

M4

AO

5,6

26,3'

6 800

6121

M6

AG

5,3

25'

2 000

6405

M7

AG

4,1

80'

800

6475

M80

AO

7,3

8,9'

27 400

6093

Serpent

M5

AG

7,6

17,4'

22 800

5904

M16

AO

6,4

7'

7 000

6611

Taureau

M1

vestiges SN

8,4

6'x4'

6 300

1952

M45

AO

1,6

110'

380

Triangle

M33

Gal Sc

5,7

73'x45'

3 000 000

598

Vierge

M49

Gal E

8,4

9'x7,5'

60 000 000

4472

M58

GalSBc

9,7

5,5'x4,5'

60 000 000

4579

M59

Gal E

9,6

5'x3,5'

60 000 000

4621

M60

Gal E

8,8

7'x3,6'

60 000 000

4649

M61

Gal SABbc

9,7

6'x5,5'

60 000 000

4303

M84

Gal lent SO

9,1

5'

60 000 000

4374

M86

Gal lent SO

8,9

7,5'x5,5'

60 000 000

4406

M87

Gal E

8,6

7'

60 000 000

4486

M89

Gal E

9,8

4'

60 000 000

4552

M90

Gal Sb

9,5

9,5'x4,5'

60 000 000

4659

M104

Gal Sa

8

9'x4'

50 000 000

4594

Constellations

Mesier

Type

Magn.visuelle

Dimension('arc)

Distance A.L

NGC catalogue

 

Tableau des caractéristiquesdes jumelles les plus répandues.

Modèle

pupille de sortie(mm)

luminosité

champ

magnitude limite

7x50

7,14

51

9

8x30

3,75

14

8

10x50

5

25

9

10x70

7

49

10

11x80

7,27

52,9

10

15x60

4

16

15x80

5,33

28,5

10

20x80

4

16

3,5°

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