Détection
Transmission atmosphérique
• bloqué = γ + X + UV + IR + λ > 10 m• observable = radio + visible & distor.
Détection optique
• détection de I = moyenne2E(t)• incohérente, f trop rapide
Détection radio
• détection de E(t)• cohérente, électronique assez rapide
Télescope
Télescope vs lunette
• sans aberration chromatique• sans aberr. sph. avec miroir parab.
• plus compact
• monture azimutale plus stable
Télescope Ritchey-Chrétien
• M1 et M2 hyperboliques• correction de coma et sphéricité
• mais astigmat. et courb. de champ
Télescope segmenté
• plusieurs miroirs ⇒ D↗• D d’un seul miroir < 8 m
E-ELT
• Europ. Extremely Large Telescope• D = 39 m
• 800 segments de 1,4 m
Foyers
Foyer primaire
• peu accessible• petits instruments
• grand champ
Foyer Cassegrain
• à l’extérieur du centre de M1• flexion mécanique
• occultation de M2
Foyer Nasmyth
• M3 sur le côté• stable
• gros instruments
Foyer Coudé
• M4 etc.• ultra-stable
• luminosité↘ 1% par miroir
Optique
Distance focale
• focal F = convergence des rayons ∥• distance focale f = F à lentille/miroir
Champ de vue
• limité par la taille du détecteur (h)+ qualité optique (aberration etc)
• champ = h/f rad
• champ = 3600 x 180/π x h/f arcsec
• champ = 206 265 x h/f arcsec
Taille de l’image au foyer
• d = f tan θ = fθ en m• θ = taille de l’objet en arcsec
Échelle du télescope
• p = θ/d = 1/f rad/m• p = 206 265/f arcsec/m
• p = 206 265/(D x f/D) arcsec/m
• f/D = distance focale/D M1
Faible ouverture f/D
• instrument plus compact• observation du ciel profond
Aberrations géométriques
• sphérique• coma
• chromatique
• astigmatisme
• courbure de champ
Résolution
Résolution spatiale théorique
• distinction de détails fins• dist. angulaire min. entre 2 objets
• limitation théorique par la diffraction
• utile dans l’espace
• FWHM : δθ = λ/D
• Rayleigh : δθ = 1,22λ/D
Résolution spatiale pratique
• turbulence atmosphérique• tâche de seeing au lieu d’un point
• 20 X diffraction théorique
Résolution spatiale théorique ELT
• 10 mas• gain ELT/VLT = 5
Résolution spectrale
• R = λ/Δλ• λ = longueur d’onde de travail
• Δλ = largeur minimale des raies
• moyenne résolution : R = 1200
• faible résolution : R = 300
Sensibilité
• télescope = entonnoir à lumière• fonction de D2
• gain ELT / VLT = 26
Instrumentation
Au sol
• classe amateur : système solaire, imagerie ultra-profonde grand champ• classe 1 – 2 m : spectroscopie haute résolution, télescope surveys, objets brillants
• classe 4 m : photométrie grand champ, spectroscopie/surveys, objets faibles ou rares
• classe 8 – 10 m : spectroscopie profonde, imagerie haut contraste, objets très faibles
• classe ELT : spectroscopie et imagerie ultra-profonde, très haute résolution
Plus grands télescopes
• KECK : D = 10 m, segmenté, X 2• VLT : D = 8 m, monolithique, X 4
• GranTeCan : 10 m, segmenté
Optique adaptative
• analyse de la lumière d’une étoileou d’un laser à travers les turbul.
• correc. en t réel de la courb. de M2
⇒ résolution pratique↗
Étoile guide laser
• rayon laser dans la couchede sodium atomique à 10 km
• réflexion d’une lumière fluorescente
• 100 % de couverture du ciel
• pas d’anisoplanétisme
Missions spatiales
• résolution théorique, ∀ λ• pas de signaux parasites
• limites = D + vie + interventions
Interférométrie
• superposition d’ondes en phasevenant d'un même point
• distance télescopes↗ = résolution↗
• sensibilité limitée par D individuel
Ondes radio
Radiotélescope
• objets visibles seulement en radio• raie à 21 cm de H neutre atomique
Projet SKA
• Square Kilometer Array• radiotélescope interférométrique
• miroir ≡ 1 km²
Rayons X, γ et cosmiques
Observation
• gaz chaud dans les amas• noyaux actifs de galaxie
• trous noirs
Difficulté de la détection X
• X ≪ distance inter-atomes• X passent à travers les miroirs
par diffraction ou absorption
• miroir en incidence rasante
pour réduire la distance apparente
• Chandra = résolution de 0,5"
Difficulté de la détection γ
• λ ≪ distance intra-atomique• γ passent à travers les miroirs
• moins de photons, signaux faibles
• conception de scintillateurs
• direction d’incidence perdue
• masques pour estimer la direction
• résolution de 1’
Nouveaux messagers
• rayons cosmiques• ondes gravitationnelles
Mathieu Puech. Ondes et Instruments (II et III), DU ECU, Observatoire de Paris, 2023-2024.
Commentaires
Enregistrer un commentaire