Quel télescope acheter et pour quel usage ?

L'observation du ciel profond (III)

Ce terme emprunté à l’anglais “deep sky” regroupe tous les objets situés au-delà du système solaire, comprenant les amas d’étoiles, les nébuleuses et les galaxies. Mis à part les étoiles individuelles et les étoiles multiples qui supportent les focales les plus longues et les oculaires les plus puissants en raison de leur aspect brillant et ponctuel, tous ces objets sont très pâles et étendus. En raison de leur faible éclat apparent, ils nécessitent un objectif très lumineux, donc de grand diamètre et de courte focale, afin de capturer le maximum de lumière. Nous y reviendrons un peu plus tard.

Les étoiles variables

>Cette activité peut vous retenir des années durant simplement équipé d'un télescope de petite dimension mais offrant un fort grossissement, éventuellement équipé de moyens photométriques.

M42 photographiée par Ray Gralak avec une lunette Astro-Physics de 105 mm f/4.5 équipée d'une caméra CCD SBIG ST-8e. Image composite LRGB.

Les étoiles variables sont des étoiles dont la luminosité varie. Cette variation d'éclat peut être provoquée par l'éclipse d'un compagnon plus faible (le cas d'Algol), par l'effet de la rotation stellaire ou un nuage de poussières. Ce sont des variables extrinsèques. Il existe également des étoiles variables intrinsèques dont la variation de luminosité, la plupart du temps cyclique, résulte de changements physiques au sein de l'étoile ou dans le système stellaire lui-même, par exemple des pulsations ou des éruptions qui provoquent un mouvement de contraction et d'expansion des couches superficielles de l'étoile. C'est un sujet que les astronomes professionels ne peuvent pas suivre assidûment contrairement à la cummunauté des amateurs. Aussi plusieurs associations amateurs se sont constituées pour étudier systématiquement les étoiles variables, dont la célèbre AAVSO américaine ou l'AFOEV en France. Leurs résultats sont consolidés et transmis aux professionnels qui en échange transmettent aux amateurs les résultats de leurs recherches. C'est un domaine passionnant et l'une des rares occasions où l'astronome amateur peut travailler en collaboration avec le professionnel. 

Courbe lumineuse de d Cephei, une étoile pulsante jaune supergéante dont l'atmosphère se dilate et se contracte régulièrement. L'étoile oscille de 0.7 magnitudes en l'espace d'une semaine marqué par une ascension  rapide et un déclin plus lent. Les étoiles de cette catégorie obéissent à la loi classique Période-Luminosité qui permet d'évaluer la distance des galaxies jusqu'à 30 millions d'années-lumière. Document AAVSO.

Les étoiles multiples

Imaginez un système stellaire constitué de deux étoiles de couleurs différentes tournant l’une autour de l’autre. Sur une planète orbitant autour de l’une de ces étoiles, les ombres seraient multicolores…

Les étoiles doubles et multiples constituent pour la plupart des systèmes couplés physiquement par la gravitation. Ainsi malgré sa dimension proche de celle de la pleine Lune, l’amas des Pléïades contient plusieurs dizaines d’étoiles doubles.

En fait les astonomes pensent que la majorité des étoiles sont organisées en systèmes multiples.

G 2.5 star 1.2 Rs with 1 exoplanet of 1.7J at 1.7 AU.

Entourant un dessin artistique du système multiple de 16 Cygni B contenant une exoplanète, deux systèmes d'étoiles doubles photographiées par Johannes Schedler avec un télescope Celestron C11 équipé d'une Webcam. Dans les deux cas, il s'agit d'un compositage de 256 images réalisées avec le programme Astrostack. A gauche Zeta de la Grande Ourse (Mizar et Alcor), magnitudes 2.5 et 4.0, séparation de 14". Au centre, Beta Cygni (Albireo), magnitudes 4.3 et 5.1, séparation de 34.4". Document T.Lombry et Johannes Schedler

Il est toujours assez excitant de tester son instrument d’observation sur des étoiles doubles pour déterminer à combien de secondes d’arc près la limite pratique de résolution approche la limite théorique de l’instrument. Vous avez ainsi l’occasion d’observer les couples d’étoiles les plus célèbres ou les plus colorés jusqu’aux couples les plus serrés ou les systèmes dont les contrastes de lumière sont les plus forts et donc difficilement résolvables. Le sujet peut vous retenir des semaines et des mois.

Les amas d’étoiles

Cette famille regroupe deux catégories d’objets :

- les amas ouverts

- les amas globulaires

Les amas ouverts, tels les Pléïades, M45, ou Praesepe, M44 sont des amas d’étoiles galactiques relativement détendus et peu denses dans lesquels on distingue facilement les étoiles individuelles. Les plus jeunes d’entre eux sont auréolés de nébulosités souvent bleutés.

A l’inverse, les amas globulaires ressemblent à des globules parmi les constellations, regroupant chacun quelques millions d’étoiles âgées, regroupés dans une surface limitée à quelques minutes d’arc seulement. La plupart d’entre eux ne contiennent pas de poussières et à quelques exceptions près, aucune nébuleuse. Les plus connus sont M13 dans l’hémisphère nord et Oméga Centaure dans l’hémisphère sud.

A gauche, M45 photographié par Chuck Vaughn avec une lunette Astro-Physics de 130mm f/8 EDT munie d'un correcteur de champ. Image composite RGB. A droite image composite RGB de M13 photographié par Kunihiko Okano avec un télescope newtonien de 310mm f/5 équipé d'une caméra CCD HPC-1.

Les nébuleuses

Il s’agit de nappes de gaz plus ou moins denses et chaud dont l’étendue peut dépasser plusieurs dizaines d’années-lumière. Toutes les nébuleuses accessibles aux amateurs sont situées dans notre galaxie. Elles sont donc situées entre environ 1000 et 70000 années-lumière. Leurs couleurs chatoyantes ne sont malheureusement souvent visibles que par voie photographique.

On distingue cinq grandes catégories de nébuleuses, fonction de leur mode d’excitation, de leur structure ou de leur mode de formation :

- les nébuleuses diffuses, dites d’émissions ou brillantes, telle M42 la grande nébuleuse d’Orion

- les nébuleuses de réflexion, proches d’étoiles souvents jeunes et bleues, telle M45 les Pléïades

- les nébuleuses planétaires, résidus de supernovae, telle M57 la nébuleuse de la Lyre

- les nébuleuses obscures, contenant des poussières et de la matière opaque, telle B33 la Tête de Cheval dans la constellation d’Orion

- les nébuleuses chaotiques, à la fois d’émission et de réflexion, telle NGC 7000 la nébuleuse North America dans le Cygne.

A gauche, une image RGB (H-alpha et OIII) de la Dentelle du Cygne NGC 6992 réalisée par Bert Katzung avec une lunette Astro-Physics de 130 mm f/6 équipée d'un réducteur focal 0.75x et d'une caméra SBIG ST-10E. A droite, la nébuleuse M8 de la Lagune photographiée au moyen d'un astrographe Zen Optics de 400 mm f/8 sur film couleur Fuji NHGII-800. Document Astrooptik

Les galaxies

C’est ici que l’astronomie révèle toute sa beauté et la dimension incommensurable de l'univers. Les galaxies et l’espace vide qui les entoure constituent en effet l’essentiel de l’univers.

Une galaxie est un amas d’étoiles semblable à notre Voie lactée mais prodigieusement éloigné. Mis à part les deux Nuages de Magellan, la galaxie la plus proche, M31, la galaxie d'Andromède, se situe à 2.2 millions d'années-lumière. Elle contient environ 400 milliards d'étoiles ! En moyenne, une galaxie contient 100 milliards d’étoiles semblables au Soleil en orbite lente autour d’un noyau souvent très lumineux où la concentration des étoiles est la plus importante.

A gauche NGC 6966 du Verseau photographiée par Tony and Daphne Hallas avec un télescope Cassegrain 360 mm f/8 sur film Kodak PJ400 hypersensibilisé. A droite photographie LRGB du couple de galaxies M81 et M82 de la Grande Ourse réalisé par Robert Gendler avec un télescope Ritchey-Chrétien de 317mm f/9 installé sur une monture Astro-Physics AP1200 et équipé d'une caméra CCD SBIG.

Un télescope d’amateur équipé pour la photographie à longue pose peut photographier des amas de galaxies jusqu’à plus de 500 millions d’années-lumière et certains quasars distants d’au moins 1 milliard d’années-lumière ! En fait des objets aussi lointains sont visibles dans nos instruments d'au moins 200 mm d'ouverture car chacun brille en réalité comme un bon millier de galaxies ordinaires, leur noyau faisant l’objet d’une intense activité, peut-être entretenue par un trou noir.

Les galaxies revêtent différentes formes : les unes ont une structure spirale, les autres sont elliptiques ou irrégulières. Leur forme peut être franche et nette ou à peine élaborée dans une masse diffuse. A l'inverse des nébuleuses, il est difficile de distinguer la couleur d'une galaxie en raison de son faible contraste mais il y a quelques exceptions.

Prochain chapitre

La couleur du ciel

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