Quel télescope acheter et pour quel usage ?

Que peut-on observer avec un télescope ? (I)

La question est tellement générique que je vous dirais que tout est accessible avec un télescope, du rouge-gorge perché à 100 m sur un arbre aux galaxies situées à... un milliard d'années-lumière !

Mais je dois tout de suite nuancer mes propos. Etant donné la distance de ces galaxies, cela sous-entend que vous n'observez plus le ciel mais le photographiez, car à cette distance elles sont invisibles même dans les télescopes professionnels. 

Aussi nous devons faire une distinction entre l'observation visuelle du ciel et l'astrophotographie dont les moyens et les résultats sont tout différents.

Un Obsession de 630 mm...

Tout d'abord résumons dans un tableau les performances théoriques des instruments d'astronomie car beaucoup d'amateurs débutants s'imaginent qu'il suffit d'utiliser un fort grossissement pour obtenir de bons résultats. Ils ont tout faux ! Si cela vous concerne, ne vous sentez pas responsable car la faute est à rejeter avant tout sur les publicités mensongères de certains fabricants. Ainsi, j'ai récemment vu une publicité allemande ventant de soi-disant performantes paires de jumelles 5x40 capables de grossir... 200x, alléchant le client avec une image de la Lune prise par un télescope d'au moins 200 mm d'ouverture ! Comme diraient certains politiciens, "arrêtons de nous mentir!", arrêtons en effet de prendre les gens pour des idiots ! Ces publicités sont mensongères ! Qu'en est-il exactement ?

Performances théoriques 

des instruments d'astronomie amateur

Diamètre

de l'objectif 

Magnitude

visuelle limite

Pouvoir

séparateur

Grossissement

maximum

50 mm 10.2 2.5"

125x

60 mm 10.9 2.0"

150x

80 mm 11.2 1.5"

200x

100 mm 12.0 1.1"

275x

125 mm 12.5 0.9"

312x

150 mm 13.8 0.8"

375x

200 mm 14.4 0.6"

500x

250 mm 14.8 0.5"

625x

300 mm 15.5 0.4"

750x

400 mm

16.0

0.3"

900x

Par nuit noire très claire et l'objet très haut sur l'horizon, vous pouvez encore gagner environ 0.5 magnitude sur la valeur indiquée. En région urbaine ou suburbaine, ces occasions sont exceptionnelles. En revanche, lorsque les conditions ne sont pas idéales, vous pouvez perdre jusqu'à 2 magnitudes sur les valeurs indiquées. Vérifier vos valeurs sur la calculette de magnitude.

Les performances d'une optique astronomique varient avant tout en fonction de son diamètre, de son rapport d'ouverture et de la qualité de fabrication. Elles dépendent ensuite de la qualité du système oculaire et dans une moindre mesure de la qualité de la monture qui la soutient. En complément, sur le terrain plusieurs facteurs limiteront ses performances, en particulier les effets de la pollution lumineuse, de la turbulence et la collimation instrumentale. Mais traitons un sujet à la fois, nous aurons bien le temps de revenir à toutes ces notions en cours de lecture.

Le système solaire

La Lune  

Comme le disait un constructeur bien connu, préparez-vous à un spectacle impressionnant ! De part ses dimensions et son éclat, la Lune est l’objet de prédilection des astronomes amateurs. Le grand public ignore en général que l'on peut facilement observer les cratères de la Lune. Observée dans un petit instrument, une lunette de 60 à 90 mm d'ouverture par exemple, la Lune surprend déjà par sa luminosité. Sans couverture atmosphérique, la surface de la Lune présente un contraste violent, tout en nuances de gris et de couleurs pastels. 

Premier quartier de Lune photographié par Craig Zerbe avec un télescope S-C celestron de 250 mm f/10.

Lorsque le Soleil éclaire la Lune en lumière rasante, la surface semble s'animer et révèle toute la variété de ses reliefs. Elle apparaît bombardée de cratères et couvertes d'ejecta, plissée, découpée de toutes parts de profondes crevasses et de failles sinueuses.

Ailleurs, des chaînes de montagnes hautes de 2500 m s'étendent sur des centaines de kilomètres en bordure des mers de basalte. Les pics les plus élevés culminent à près de 7900 m (Liebnitz). Plus loin, le sol est défoncé par de multiples cratères qui s'alignent ou se chevauchent suite aux muliples impacts que connu sa surface il y a plusieurs dizaines de millions d'années. A deux pas de là, les pics émergent de l’ombre et scintillent d’un blanc éclatant. A mesure que le Soleil progresse, les plus petits dômes et les failles les plus étroites deviennent apparents ainsi que les cratelets les plus petits aux remparts les plus lisses. Le spectacle peut vous retenir plusieurs heures si le ciel est clément.

A l’approche de la pleine Lune, lorsque le Soleil s’élève très haut sur les remparts des cratères, les rayons des cratères d'impact, invisibles quelques jours auparavant, s'étendent loin à travers la surface lunaire, les mers prennent une coloration plus claire et sont traversées ci et là par les éjecta émanant des jeunes cratères. A la pleine Lune, tous les détails s'estompent et la belle de nuit prend un autre visage. Puis durant 14 jours le phénomène inverse se produit, la Lune décline et se couche de plus en plus tard,  les ombres penchent à présent de l'autre côté du limbe.

La surface lunaire supporte également l’utilisation du filtre polarisant. De part sa densité, ce filtre présente l'avantage de pouvoir contrôler la luminosité de la Lune, souvent trop brillante après le premier quartier et de surveiller l’apparition éventuelle de nouveaux dépôts sur sa surface dont la réflexion sera modifiée en lumière polarisée.

Les dessins d'Anthony Sanchez

Deux dessins réalisés au crayon par Anthony Sanchez à partir d'un ensemble de photographies réalisées avec un télescope S-C Celestron C5+ à différents grossissements, des photographies réalisées par les talentueux amateurs K.C.Pau à Hong Kong et John Sussenbach aux Pays-Bas avec des télescopes de 200 mm d'ouverture ainsi qu'à partir d'images prises par les sondes Lunar Orbiter IV et Ranger 8. Ces dessins ont nécessité chacun environ 40 heures de travail. A gauche le cratère Burg et une image télescopique de référence réalisée par K.C.Pau avec un télescope Newton-Cassegrain de 212 mm de diamètre équipé d'une webcam Philips ToUcam Pro. A droite les cratères Sabine et Ritter et une photographie de référence pris par Ranger 8. Vous trouverez d'autres dessins réalisés à l'oculaire par des amateurs dans mes 1001 liens et les plus belles photographies lunaires sur Lunar Photo Of the Day (LPOD).

Photographiquement, vous pouvez enregistrer les différentes phases de la Lune ou réaliser des images en haute résolution des cratères grâce à une simple projection oculaire. Les caméras vidéo, les boîtiers numériques ou les webcam font ici des merveilles. Occasionnellement vous pourrez également photographier les occultations et appulses des planètes par la Lune ou les éclipses de Lune et rivaliser d'esthétisme avec quelques amateurs chevronnés.

La Lune demeure sans conteste l'objet d'étude qui vous coûtera le moins cher car elle se contente de petits instruments à prix modique. Elle vous permettra aussi aux enfants d'aller au lit assez tôt.

Paradoxalement, la Lune est également un sujet admirable pour la haute résolution. Ainsi que nous le rappelle le célèbre astrophotographe Jean Dragesco, "faire de la haute résolution" consiste à essayer d'obtenir une résolution photographique aussi proche que possible des limites théoriques de l'instrument utilisé.

A gauche, le cratère Janssen perdu dans les terrae photographié avec un télescope S-C Celestron C14 de 350 mm f/10 par Astroarts. A droite la région de Clavius photographiée par Giorgio Mengoli avec une lunette Meade ED de 152 mm f/16. Les images ont été corrigées numériquement. 

La Lune a beau avoir été photographiée sous tous les angles par les sondes spatiales, elle n'en demeure pas moins un très beau sujet de photographie. Lorsque la turbulence se calme, la vue devient féerique et vous aurez du mal à quitter votre oculaire, d'autant plus s'il présente un grand champ à fort grossissement. C'est durant ces courts moments d'accalmie qu'il vous faudra réaliser vos prises de vue qui, heureusement, sont instantanées (une fraction de seconde sur film ou CCD). La technique s'acquiert rapidement et cette activité enchantera tant les jeunes de 6 à 15 ans équipés de modestes instruments que les adultes chevronnés équipés de télescope de 300 à plus de 500 mm d'ouverture.

Le Soleil

Si le Soleil est un objet très facile à localiser et qui s'observe de jour contrairement à tous les autres objets célestes qui doivent être observés de nuit, son observation requiert certaines mesures de précautions en raison de la chaleur qu’il dégage.

Avant toute chose, il faut savoir que la lumière du Soleil captée au foyer d'une loupe est capable de faire brûler une allumette ou de faire fondre n’importe quel objet en plastique en l’espace de quelques secondes ! Imaginez  le résultat si vous l'observez sans précaution dans une paire de jumelles ou un télescope... C'est la cécité assurée. N’observez donc *jamais* directement le Soleil sans filtre adéquat au risque de voir la vie en rose quelques jours ou pire d’y perdre la vue. Nous reviendrons en détail sur les filtres solaires lorsque nous parlerons des accessoires.

Equipé d'un filtre solaire objectif (une feuille Mylar, d'AstroSolar ou un verre métallisé) et muni d’un oculaire de moyenne puissance (grossissant 1.5x le diamètre de votre objectif exprimé en mm), vous pourrez observez l’évolution des taches sombres, une activité perpétuelle à la surface du Soleil qui suit un cycle de 11 ans, passant par un minimum et un maximum. Vous pourrez également observer les plages faculaires plus brillantes. A plus forts grossissements vous pourrez distinguer la granulation de la surface solaire. 

Si vous ne l'avez pas observé en 2004 vous pourrez également observez le transit de Vénus en 2012 ou ceux de Mercure.

A gauche une photographie couleur du Soleil prise en lumière blanche (filtre AstroSolar de Baader) par Ray Gralak avec une lunette Astro-Physics de 155 mm f/7 EDFS équipée d'une caméra CCD SBIG ST-8E. Le grand groupe de taches sombres situé à gauche était visible à l'oeil nu. A droite une image réalisée par le Dr Fritz H. Hemmerich avec un filtre interférentiel Coronado de 40 mm de diamètre fixé sur une lunette Zeiss de 63mm f/13.3.

Lorsque le Soleil "tape dur" en été, plutôt que de vous réfugier à l'intérieur, une autre activité très passionnante consiste à observer le Soleil au moyen d’un filtre interférentiel centré par exemple sur la raie de l’hydrogène-alpha, la plus profonde et la plus large des raies de l’hydrogène de la série de Balmer. Nous ne travaillons donc plus en lumière dite blanche mais dans une lumière monochromatique très étroite située dans la partie rouge-rubis du spectre.

 Grâce à ce filtre un peu encombrant et presque 10 fois plus cher qu'un filtre Mylar dans sa version la plus économique, vous pourrez observer les protubérances ou les régions actives du Soleil et suivre l’évolution cataclysmique des éruptions chromosphériques en temps réel. Certains éruptions quiescentes durant parfois plusieurs heures, l’observation du Soleil peut vous occuper toute l’heure de midi et une bonne partie de l’après-midi.

Tant l'observation du Soleil en lumière blanche qu'en lumière de l'hydrogène-alpha est accessible aux plus petits instruments de 50 à 100 mm d'ouverture. Une seule précaution à prendre : veillez à protéger toutes les optiques contre la chaleur et les rayonnements UV destructeurs du Soleil.

Enfin, si vous avez un peu de chance et êtes disposé à voyager aux quatre du monde, vous pourrez également photographier les éclipses solaires et observer les formes évanescentes de la fameuse couronne si caractéristique.

Ici aussi le filtre polarisant permet de distinguer la vrai couronne solaire de la fausse composante attribuée aux poussières qui évoluent le long de l’écliptique et qui contribuent également à la formation de la lumière zodiacale et du gegenscheim.

Filtre interférentiel Coronado SolarMax60 (ASP-60) dédié à l'observation du Soleil en hydrogène-alpha.

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