Observation du ciel

Sommaire

1 L'observation à l'œil nu 1.1 Le Soleil 1.2 Observation nocturne 1.2.1 La Lune 1.2.2 Les planètes 1.2.3 La Voie Lactée 1.2.4 Les constellations 1.2.5 Les autres objets célestes 1.2.6 Conseils pour l'observation nocturne 2 L'observation aux jumelles 2.1 Choix des jumelles 2.2 Conseils durant l'observation 3 L'observation à la lunette astronomique 3.1 Choix de la lunette 3.2 Conseils d'utilisation 4 L'observation avec un télescope 4.1 Types de télescopes 5 Caractéristiques d'un instrument 5.1 Le diamètre 5.2 La longueur focale 5.3 Le rapport F/D 5.4 La clarté 5.5 Le pouvoir séparateur 5.6 Le grossissement 6 L'équipement 7 Voir aussi

L'observation à l'œil nu

Le Soleil

L'astre le plus visible, diurne, n'est effectivement pas sans intérêt à certains moments.

• Les éclipses

Image manquante Trajectoires_eclipses.gif Conditions de trajectoires pour une éclipse solaire

Image manquante Film_eclipse_4.jpg Éclipse solaire du 11 août 1999

C'est bien entendu le phénomène le plus spectaculaire et qui peut être partiel ou total. Ceci n'a lieu qu'au moment de la nouvelle lune, soit sensiblement tous les 29,5 jours quand celle-ci ne peut être observée et se trouve entre la Terre et le Soleil. Le plan de l'orbite de la Lune n'étant pas parallèle à celui de la Terre, on n'observe pas systématiquement une éclipse, notre satellite passant en général « au-dessus » ou « en-dessous » du Soleil. Lors du phénomène, qui dure environ deux heures et trente minutes, on peut voir le disque de la Lune oblitérer progressivement celui de notre étoile, souvent partiellement, parfois complètement comme en France le 11 août 1999, le hasard ayant voulu que vu depuis la Terre, le diamètre apparent de la Lune soit sensiblement égal à celui du Soleil. À noter cependant que la distance qui nous sépare de notre satellite (comme celle à notre étoile) n'est pas constante, entraînant différents types d'éclipse solaire : la taille apparente de la Lune peut être plus grande que celle du Soleil, sensiblement identique permettant ainsi l'observation (à l'aide d'instruments) des protubérances solaires, ou plus petite, laissant apparaître au plus fort du phénomène une couronne autour du disque lunaire.

L'ombre de la Lune formant un cône derrière celle-ci, la superficie du disque (projection de l'ombre sur la Terre) depuis lequel est visible une éclipse solaire totale est relativement petite, de l'ordre de quelques dizaines de kilomètres, ce disque développant une bande par rotation de la Terre. Ceci explique qu'une éclipse peut avoir lieu en Afrique du Sud et être totalement invisible en Europe.

Lors de la phase totale, il est possible de voir les étoiles en plein jour mais surtout aussi Mercure, planète difficile à observer car toujours très proche du Soleil.

• Les taches solaires

Image manquante
Sun_projection_with_spotting-scope.jpg

Taches solaires

Elles sont plus délicates à observer car nécessitent une bonne vision et doivent avoir une taille conséquente afin d'être visibles à l'œil nu. Elles sont la base des protubérances solaires sur la surface de l'étoile et sont le signe de l'activité de l'astre qui varie cycliquement sur plusieurs années. Ce n'est en général qu'au plus fort de celle-ci qu'il est possible de les observer sans instrument et se présentent sous la forme de taches sombres sur le disque. Une observation d'un jour sur l'autre permet de noter leur déplacement (et parfois leur évolution) dû à la rotation propre du Soleil et à celle de la Terre autour de celui-ci.

• Conseils pour l'observation du Soleil

Des précautions doivent impérativement être prises pour éviter toute brûlure aux yeux et les lunettes de soleil, même les plus sombres, sont à proscrire. L'utilisation d'un filtre est donc indispensable, allant des simples lunettes de soudeur (déconseillées car non adaptées à cette utilisation) à celui spécifique pour l'observation du Soleil, disponible chez les opticiens et fortement recommandé car procurant une bonne protection des yeux. Dans cette dernière catégorie on trouve des lunettes souples à base de feuilles de Mylar et des modèles en verre, à préférer car de meilleure qualité optique et moins sujets aux rayures. Pour les taches solaires, outre les filtres, on peut aussi les voir dans certaines conditions climatiques, les jours de brouillard, quand le disque solaire est à peine visible à travers les nuages et pas trop lumineux.

• Phénomènes liés au Soleil

D'autres observations intéressantes en relation avec le Soleil peuvent être faites, non directement astronomiques car mettant en œuvre des conditions atmosphériques particulières et ne nécessitant pas de protections pour les yeux.

• L'arc-en-ciel

Visible lors d'averses avec un ciel partiellement dégagé, c'est un arc de cercle de lumière décomposée sur toute l'étendue du spectre visible « posé » sur l'horizon dans la direction opposée au Soleil et provoqué par la réfraction des rayons solaires au travers des gouttes de pluie. À noter que dans des conditions optimales, un deuxième arc moins lumineux, aux couleurs inversées, peut être observé au-dessus du premier, l'espace entre les deux étant légèrement plus sombre que le reste du ciel.

• Le halo solaire

Phénomène qui peut être vu principalement en hiver et en altitude, il se présente sous la forme d'un grand cercle lumineux, peu étendu dans sa largeur et centré sur le Soleil. Il se forme par la réfraction des rayons solaires à travers une couche fine et uniforme de nuages de haute altitude, les cirrostratus.

• Les parélies

Provoqués de la même façon que le halo mais par d'autres nuages et plus fréquents, ce sont deux taches lumineuses aux couleurs souvent décomposées comme dans l'arc-en-ciel et situées de part et d'autre du Soleil à une distance semblable au bord du cercle du halo et pouvant s'associer à celui-ci.

Observation nocturne

Si vous avez une bonne vue, n'hésitez à vous lancez à la conquête du ciel. En effet, il est possible de distinguer sur la sphère céleste, par une nuit limpide et sans lune, environ 3 000 étoiles.

La Lune

Astre roi de la nuit, son observation à l'œil nu permet déjà une approche de notre seul satellite naturel et de mieux comprendre les changements qui l'affectent.

• Les phases

Elles s'expliquent par la position de la Lune, de la Terre et du Soleil dans l'espace.

Son éclat provenant de la seule réflexion des rayons solaires sur sa surface, la Lune présentera l'aspect d'un fin croissant visible au crépuscule ou à l'aube quand elle se situera entre la Terre et le Soleil, un demi-disque visible durant la moitié de la nuit quand elle sera à la même distance du Soleil que notre planète et enfin un disque complet présent toute la nuit quand elle sera à l'opposé de notre étoile par rapport à la Terre. Le spectacle d'un fin croissant de lune sur un ciel bleu sombre, entre chien et loup, vaut la peine de s'attarder à sa contemplation.

Un jeu de trajectoires de rayons lumineux retient aussi l'attention : dans sa première phase montante ou sa dernière phase descendante, quand elle n'est qu'un croissant, on peut remarquer que son côté sombre, à l'ombre, présente une faible lueur sur toute sa surface permettant de distinguer la forme du disque complet. Ceci est dû aux rayons solaires, réfléchis une première fois par la Terre vers le satellite, puis une seconde fois par celui-ci vers nous. Ce long trajet fait qu'une faible quantité de lumière nous parvient, mais suffisante pour la distinguer.

Image manquante Carte_Lune_mers_crateres.jpg Carte des mers et des principaux cratères lunaires

Image manquante Eclipse_lune.jpg Phases d'une éclipse lunaire

• Les mers

Ce sont les taches sombres sur la surface de l'astre, traces de formidables impacts de météorites gigantesques qui ont eu lieu il y a des milliards d'années. Elles représentent le fond basaltique d'immenses cratères. De composition différente et plus sombre que le reste de la surface, cette roche, de par son étendue, donne l'impression depuis la Terre de voir des mers sur la surface du satellite, ce qui a donné leur nom à ces taches. Des cartes de la Lune disponibles dans le commerce permettent de les nommer.

• Les éclipses

Suivant le même principe que les éclipses solaires, les éclipses lunaires n'ont cependant lieu que de nuit lorsque la Lune est pleine et que la Terre est placée entre celle-ci et le Soleil. Le diamètre de l'ombre de notre planète étant bien plus grand que celui de notre satellite, celles-ci ont lieu plus fréquemment et ont le même aspect quelle que soit la position de l'observateur sur la Terre. Au moment de la phase totale, la Lune reste visible et a une couleur orangée qui est due aux rayons solaires déviés et teintés par l'atmosphère terrestre.

• Le halo lunaire

Provoqué par le même phénomène météorologique que pour le halo solaire, celui-ci se présente cependant sous l'aspect d'un disque lumineux au bord diffus plus éclatant et d'un diamètre plus réduit que son équivalent diurne.

Les planètes

Au fil des nuits, un observateur remarquera des étoiles bouger plus vite que les autres. En réalité il s'agit de planètes. Pour distinguer une planète d'une étoile, il faut savoir que les étoiles scintillent et les planètes peu, en raison de la distance bien plus importante qui nous sépare des premières. Une fois que vous avez trouvé une planète, il n'est pas inintéressant de savoir de laquelle il s'agit et ceci est, même à l'œil nu, aisément réalisable. En effet, toutes les planètes visibles ont des caractéristiques bien à elles :

• Mercure n'est presque jamais visible puisqu'elle se situe toujours très près du Soleil.

• Vénus, aussi appelée « l'étoile du Berger », d'aspect blanc, est la planète la plus brillante de toutes et est visible au crépuscule ou à l'aube car, comme Mercure, il s'agit d'une planète intérieure (dont l'orbite est comprise entre le Soleil et la Terre) et suit le Soleil dans sa course (son élongation maximale est de 28°). À noter que son éclat (son niveau lumineux, qu'on appelle magnitude) varie en fonction de ses phases (comme pour la Lune) ainsi que de sa distance par rapport à la Terre .
• Mars n'est pas exceptionnellement brillante mais se reconnaît par son éclat rougeâtre. Un observateur assidu (sur une période de plusieurs jours) remarquera facilement que celle-ci fait parfois demi-tour (elle rétrograde) : ceci s'explique par le mouvement de la Terre et de Mars et est un phénomène qui, pour ce corps, a lieu approximativement tous les deux ans et dure dans sa totalité environ deux mois. Il affecte toutes les planètes extérieures.
• Jupiter, d'un éclat jaunâtre, bien que pouvant être confondue avec Vénus, peut se reconnaître instantanément : en effet si l'on observe l'équivalent de Vénus au milieu de la nuit, c'est Jupiter.
• Saturne est beaucoup moins brillante que Jupiter.

Outre les planètes, il y a bien d'autres curiosités célestes:

La Voie Lactée

Installez-vous une nuit dans un lieu reculé loin des grandes villes afin que vos yeux s'habituent à l'obscurité et attendez, allongé, observant la voûte céleste. C'est un des plus grands spectacles du firmament que de scruter les myriades d'étoiles qui le constituent. En été vous verrez une gigantesque barre laiteuse et irrégulière traversant la voûte, aspect qui lui a valu son nom depuis l'antiquité grecque : la Voie Lactée. Elle est constituée d'un regroupement plus dense d'étoiles par rapport au reste du ciel et représente la tranche de notre galaxie vue depuis l'intérieur.

Les constellations

Ce ne sont pas des objets célestes à proprement parler puisqu'elles constituent un regroupement arbitraire d'étoiles pour former une figure, en général animale ou mythologique, et ceci depuis l'antiquité grecque pour l'hémisphère nord. Des cartes disponibles dans le commerce donnent, en fonction du jour de l'année et de l'heure d'observation, un aperçu complet et orienté des constellations visibles à ce moment. L'initiation à l'astronomie passe aussi par cette étape et permet par la suite de s'orienter aisément au milieu de toutes ces étoiles et de repérer rapidement le Nord céleste (l'étoile polaire), la galaxie d'Andromède ou encore l'étoile la plus lumineuse du ciel (Sirius du Grand Chien) par exemple.

Les autres objets célestes

• Les étoiles filantes

En prolongeant votre observation vous remarquerez des points lumineux suivis d'une traînée traversant rapidement le ciel : les étoiles filantes. Ce sont des météorites qui ne pèsent souvent pas plus d'un gramme mais qui s'enflamment en s'échauffant par frottement lors de leur pénétration dans l'atmosphère terrestre plus dense. On peut en voir plusieurs dizaines en une nuit. Certaines nuits sont particulièrement favorables à leur observation car la Terre, dans son orbite, traverse régulièrement des nuages de météorites bien connus des astronomes (voir l'article étoile filante pour les dates).

D'autres phénomènes sont accessibles à l'œil nu, comme les comètes, intéressantes et parfois magnifiques comme la comète de Halley en 1910. Il y a aussi divers objets (galaxies, amas ouverts et nébuleuses) visibles mais à ce niveau, uniquement sous l'aspect de taches laiteuses sauf pour les Pléiades dans la constellation du Taureau où l'on distingue les différentes étoiles.

Conseils pour l'observation nocturne

Excepté pour l'observation de la Lune qui s'accommode de pratiquement n'importe quelle condition, le premier conseil est de se placer en un lieu éloigné de toute source importante de lumière pour observer tous ces phénomènes : éviter la ville où les lampadaires sont très pénalisants et dont la pollution crée un voile opaque sur lequel se reflètent les lumières. Pour apprécier d'avantage la nuit, s'éloigner des grandes agglomérations afin d'obtenir le ciel le plus sombre possible. Pour la même raison, éviter les nuits de lune, surtout quand elle est pratiquement pleine car sa clarté intense préjudicie fortement l'observation. L'œil nécessitant un temps d'adaptation à l'obscurité (environ 15 à 30 minutes) pour développer ses pleines capacités dans ces conditions, un rayon lumineux intense (phare de voiture, lampe de poche,…) « détruit » cette accoutumance et réduit fortement ses capacités, même la source une fois éteinte et ceci, à nouveau durant une quinzaine de minutes. À cette fin, placer un ruban adhésif opaque de préférence rouge sur la lampe de poche qui ne donnera alors que la quantité de lumière strictement nécessaire pour permettre de lire une carte du ciel par exemple.
Observer le ciel demande de l'espace et pour cela il est recommandé de choisir un lieu dégagé donnant le champ de vision le plus large possible. Un endroit avec ces caractéristiques en montagne est donc pratiquement ce qu'il y a de mieux car présentant aussi l'avantage d'avoir un air plus pur.
Enfin, pour le confort, les nuits en campagne pouvant être humides, donc fraîches, des habits chauds sont les bienvenus ainsi que des chaises de camping pliables garantissant une bonne position prolongée sans fatigue.

L'observation aux jumelles

Les jumelles sont très utiles lorsque l'on souhaite observer des objets assez lumineux mais très étendus. Leur faible grossissement permet en effet de scruter un large champ du ciel tout en collectant plus de lumière qu'à l'œil nu.
Grâce à elles il est possible d'observer les cratères lunaires, mais pas de résoudre l'aspect circulaire des planètes et encore moins d'en voir les détails. Cependant, si les jumelles sont bien stabilisées et avec une très bonne vue, on peut discerner les quatre satellites galiléens de Jupiter, même avec de simples 8 x 35. Cet instrument trouve tout son intérêt dans l'observation des nébuleuses étendues comme la nébuleuse d'Orion par exemple, pour la raison de sa nature même : les jumelles ne grossissent pas trop et gagnent en luminosité, un objet étendu apparaît alors dans son ensemble (ce qui pourra ne pas être le cas avec une lunette ou un télescope) et moins dilué qu'à l'œil nu.

Choix des jumelles

Leurs caractéristiques sont déterminées par deux nombres : le premier indique le grossissement, le second le diamètre de l'ouverture à l'avant. Si un rapport de grossissement élevé a une importance secondaire, une grande ouverture est en revanche recommandée car elles collecteront plus de lumière et révéleront d'autant mieux les objets faibles. Ainsi, plutôt que de prendre des 8x35, il est plus judicieux de porter son choix sur des 7x50.

Conseils durant l'observation

Les recommandations citées plus haut pour l'observation nocturne restant valables, s'y ajoutent celles spécifiques à cet instrument. Il est vivement recommandé de les caler sur un trépied (de type photographique par exemple) de façon à les stabiliser, rendre l'observation confortable et ne pas perdre du champ l'objet qu'il aura parfois fallu longtemps chercher. Certains modèles de jumelles sont même équipés d'une fixation, mais du ruban adhésif fait parfaitement l'affaire. Régler les jumelles de façon à obtenir l'image la plus nette possible (si vous portez des lunettes retirez-les, votre défaut sera le plus souvent corrigé lors du réglage).
Recommandation importante : Ne jamais tenter d'observer le Soleil avec des jumelles. En effet, aucun filtre spécifique n'est prévu pour cet instrument et son observation directe, avec le pouvoir de concentration des rayons lumineux, brûlerait irrémédiablement l'œil. Un exemple similaire est l'expérience de la loupe sur une feuille de papier ou un morceau de bois.

L'observation à la lunette astronomique

Une lunette est un instrument dont l'objectif est constitué d'une ou plusieurs lentilles qui focalise les rayons lumineux vers un point appelé foyer. Le rôle de l'oculaire situé après le foyer est de former l'image afin qu'elle soit visible pour l'œil ainsi que de grossir celle-ci.

La lunette, de par son ouverture réduite (donc peu lumineuse), est particulièrement adaptée à l'observation de la Lune et des planètes. Un modèle de 60 mm de diamètre permet d'observer de nombreux détails sur celles-ci :

• Sur la Lune une multitude de détails s'offrent à vous : cratères, montagnes, etc.
• On distingue les phases de Vénus et l'évolution de son diamètre apparent.
• Mars apparaît comme un disque orangé sans le moindre détails (rarement, lorsque Mars est au plus près, il est possible de distinguer une calotte polaire).
• Jupiter apparaît comme un gros disque barré par les bandes parallèles de son atmosphère. Les quatre compagnons principaux de la planète, les satellites galiléens, sont clairement visibles et l'on peut observer leur révolution.
• Saturne dévoile le très beau spectacle de ses anneaux, mais uniquement sous l'aspect d'un anneau unique. On aperçoit son satellite Titan.
• Le Soleil, grâce à l'utilisation d'un filtre spécifique, dévoile nettement ses taches que l'on peut voir évoluer jour après jour et se déplacer du fait de sa rotation.
• Il est également possible d'observer plus distinctement certaines nébuleuses (M42) ou amas globulaires (M13).

Choix de la lunette

L'inconvénient des lunettes est le problème de l'aberration chromatique : lorsque l'on observe une planète par exemple, un côté du disque sera rouge alors que l'autre sera bleu. Ce problème très handicapant peut être complètement résolu avec un objectif constitué de trois lentilles (un triplet), mais le système est onéreux. Les lunettes de ce type sont beaucoup moins encombrantes car la longueur du tube, pour une même focale, est réduite. Il est par ailleurs difficile de construire des lunettes de plus de 150 mm d'ouverture. Rajoutons encore qu'une lunette coûte très cher par rapport à un télescope : on trouve des lunettes de 60 mm de diamètre à un prix raisonnable, mais à partir de 110 mm leur valeur atteint le triple de celle de leur équivalent à miroir.
Par contre une lunette peut aisément se transporter car elle ne se dérègle pas facilement (l'objectif est stable), ce qui est un avantage certain. Par ailleurs, dans une lunette, l'objectif n'est pas en partie obstrué par le miroir secondaire que l'on trouve dans les télescopes, ce qui améliore la qualité de l'image, toute la superficie de l'objectif étant utilisée pour collecter la lumière. Le meilleur choix (mais aussi le plus onéreux) est la lunette apochromatique qui corrige toutes les aberrations (chromatique et sphérique).

Conseils d'utilisation

• Soleil : Son observation, encore plus qu'avec des jumelles, doit s'accompagner des plus strictes mesures de sécurité. L'avantage de la lunette, c'est qu'il existe des filtres spécifiques pour cette utilisation, parfois livrés avec l'instrument. Il en existe deux types : le premier, se montant à l'arrière sur l'oculaire, est la solution économique (car de petite taille) mais présente l'inconvénient d'être placé à proximité du foyer, donc soumis à de fortes températures qui risquent de le faire éclater, déversant alors tout les rayons concentrés par la lunette dans l'œil. Le deuxième modèle, lui, se place à l'avant sur l'objectif et réduit le flux lumineux avant son entrée dans l'instrument. Plus onéreux, il a en sa faveur un double avantage : disposé hors du système optique, donc à température ambiante, il n'y a aucun risque qu'il se brise du fait de la chaleur. D'autre part, placé devant la lunette, avant que ne se forme l'image, ses défauts influeront moins sur la qualité de celle-ci que le premier type de filtre installé sur l'oculaire juste avant l'œil.

Dans tous les cas, vérifier soigneusement le montage avant de débuter l'observation du Soleil. Il n'est jamais ridicule de placer quelques instants une feuille de papier derrière l'oculaire afin de confirmer que tout est en ordre et que la luminosité n'est pas trop forte : votre vue n'a pas de prix.

• Lune : Sa phase pleine, qui peut paraître spectaculaire, présente en fait peu d'intérêt. En effet, ayant depuis la Terre une ligne de vision parallèle aux rayons solaires, on ne distingue plus d'ombres sur sa surface qui permettent d'en voir les détails. Ainsi, préférer les périodes avant ou après ce stade et concentrer l'observation sur la zone à la limite de la partie éclairée et celle à l'ombre, là où les rayons rasent sa surface et donnent la meilleure lecture des accidents du terrain.

A noter qu'il existe aussi des filtres que l'on place sur l'oculaire lors de l'observation de la Lune afin de ne pas être ébloui par la très forte clarté de l'astre lors de sa phase pleine (au contraire du Soleil, il n'y a pas dans ce cas de danger en cas d'oubli du filtre).

L'observation avec un télescope

Un télescope n'est pas constitué de lentilles mais de miroirs. Ces derniers étant moins onéreux à fabriquer, on peut, pour le prix d'une lunette, acquérir un instrument au diamètre plus important qui donne accès à l'espace profond. Avec un télescope de 150 mm d'ouverture l'observateur se réjouira de pouvoir distinguer les bras spiraux de certaines galaxies et des détails dans de nombreux amas ou nébuleuses. Ces instruments sont aussi très intéressants lorsqu'ils sont utilisés pour l'observation des planètes dont ils révèlent, grâce à leur plus fort grossissement, une multitude de détails comme la grande tache rouge de Jupiter, visible avec un télescope de 200 mm ou encore la division de Cassini dans les anneaux de Saturne.

Dans tous les cas, il ne sera jamais possible d'atteindre une qualité d'image observée de même niveau que celle d'une photographie car cette dernière est l'accumulation sur une longue période (en général plusieurs minutes) de lumière sur la pellicule ou un capteur électronique. Un objet observé sera donc forcément moins lumineux. De même, l'œil étant de nuit peu apte à discerner les couleurs, il ne rendra pas la richesse colorimétrique d'un cliché.

Types de télescopes

Il existe deux principaux types de télescopes : le Newton et le Schmidt-Cassegrain.

Image manquante Telescope_newton_schema.png	Image manquante Telescope_Newton_Celestron.jpg	Image manquante Telescope_schmidt_cassegrain_complet.png	Image manquante Telescope_Schmidt-Cassegrain_Celestron.jpg
Télescope de type Newton		Télescope de type Schmidt-Cassegrain

Le premier est caractérisé par un tube assez long, un peu inférieur à sa longueur focale et se compose d'un miroir principal parabolique au fond associé à un miroir secondaire plat près de l'ouverture, orienté à 45°, qui renvoie les rayons lumineux vers l'extérieur à travers l'oculaire. L'observation se fait donc par le côté du tube qui est ouvert et laissera les poussières entrer et se déposer sur le miroir. Son autre inconvénient est que la température à l'intérieur du tube étant légèrement supérieure à celle du milieu ambiant (au moins en début de nuit), l'air plus chaud, en s'échappant, provoquera des turbulences qui nuiront à la qualité de l'image. Le deuxième type, le Schmidt-Cassegrain, tout comme sa variante Maksutov-Cassegrain, se caractérise par son tube très court et l'emplacement de l'oculaire à l'arrière. En effet, la lumière, après avoir traversé une lame correctrice (ou une lentille dans le cas du Maksutov) en verre à l'entrée du tube (qui est donc fermé), frappe le miroir principal concave et sphérique puis est réfléchie vers un petit miroir convexe fixé sur la lame correctrice avant d'être renvoyée vers l'arrière au travers du miroir principal par un trou en son centre. Ce double parcours dans le tube fait donc que celui-ci voit sa longueur sensiblement divisée par deux par rapport à celle de la focale.
Le grand avantage du télescope sur la lunette est son coût de fabrication, ce qui permet d'acquérir pour une somme raisonnable un instrument de plus grand diamètre, gage d'une grande luminosité nécessaire lors de l'observation des objets lointains et faiblement lumineux. Par ailleurs, l'aberration chromatique n'existe pas avec ce type d'instrument, mais le miroir secondaire occulte en partie l'objectif, ce qui est un inconvénient (perte de luminosité de l'ordre de 5 à 10%).
Un télescope, au contraire d'une lunette, demande un entretien : le miroir primaire a un certain degré de liberté dans le tube et peut dans certains cas (choc par exemple) se dérégler, nécessitant ainsi un réalignement qu'on effectue soi-même. Ce même miroir étant revêtu d'une très fine couche d'aluminium, celle-ci se dégrade au contact de l'air et a une durée de vie de 8 à 10 ans. Des entreprises spécialisées s'occupent de cette opération.

Caractéristiques d'un instrument

Connaître les caractéristiques d'un instrument est nécessaire pour effectuer un choix au moment de l'acquisition et en tirer le plus grand profit lors de l'utilisation. En voici les principales.

Le diamètre

Le diamètre est la caractéristique la plus importante de l'instrument car plusieurs autres en découlent (voir ci-dessous) et est un facteur favorable. En effet, plus celui-ci est important plus l'instrument collectera de lumière et permettra l'observation des objets faibles. Les petits télescopes commercialisés ont un diamètre de 114 mm, les plus gros, eux, vont jusqu'à 508 mm. Il est parfois exprimé en pouces anglo-saxons (nombre suivi du signe « " ») dont la valeur unitaire équivaut à 25,4 mm. Un instrument de 8" a donc 8 x 25,4 = 203,2 mm de diamètre.

La longueur focale

C'est la deuxième caractéristique déterminante de l'instrument. Elle spécifie le pouvoir d'agrandissement de base de l'instrument : une courte focale donne un champ de vision large mais des objets observés peu magnifiés, une longue focale réduit le champ visible et donne une image plus agrandie. L'association de l'oculaire permet la souplesse pour atteindre le grossissement final souhaité, mais en restant dans la limite optique de l'instrument (voir la partie grossissement).

Toutes les caractéristiques suivantes découlent de ces deux premiers paramètres :

Le rapport F/D

Ce paramètre important détermine la luminosité de l' instrument et est le rapport de la longueur focale sur le diamètre qui indique si l'appareil est fait pour l'observation des objets proches ou lointains. Plus ce rapport est important (autour de 13), moins l'instrument est lumineux et sera ainsi limité à l'observation des planètes. Plus il est petit (autour de 4), plus il est adapté à celui des nébuleuses et galaxies.

La clarté

Cette donnée permet de savoir combien de lumière un instrument collecte. Elle se calcule aisément en multipliant le diamètre de l'instrument par lui-même puis en le divisant par 36. Par exemple, si un télescope a un diamètre de 114 mm, il collectera 361 fois plus de lumière que l'œil (114²/36). Cela signifie que l'on peut voir des objets 360 fois moins brillants que ceux visibles à l'œil nu. En réalité, on compare, dans ce calcul, la surface de l'œil avec celle de l'objectif de l'instrument (la surface augmente bien en fonction du carré du diamètre) : plus la surface est élevée plus il y a de lumière collectée.

Le pouvoir séparateur

Cette caractéristique indique la capacité de l'instrument à discerner des détails fins. Le pouvoir séparateur est exprimé en secondes d'arc (représentées par « " ») : si une lunette a un pouvoir séparateur de 1", on peut grâce à elle distinguer deux étoiles séparées de 1". Le pouvoir séparateur P se calcule fort simplement en divisant 120 par le diamètre de votre instrument exprimé en mm. Par exemple, un télescope de 114 mm de diamètre a un pouvoir séparateur d'environ 1" (120/114), un télescope de 200 mm a un pouvoir séparateur de 0,6".

Note : On peut déterminer la taille T des détails que peut résoudre un instrument par la relation :

où D est la distance de l'astre que l'on désire observer.

Par exemple, un télescope de 200 mm pourra discerner sur la Lune des détails de 1,1 km.

Le grossissement

Le grossissement d'un instrument avec tel ou tel oculaire s'obtient en divisant la longueur focale de l'instrument par celle de l'oculaire écrite sur celui-ci. Par exemple, pour un oculaire de focale 12 mm utilisé sur un instrument de focale 800 mm, on obtient un grossissement de 66 (800/12).

On dénombre trois types de grossissement :

• Le grossissement utile permet d'avoir le meilleur rapport agrandissement/qualité de l'image et est similaire au diamètre de l'instrument. Par exemple, un télescope de 114 mm donnera des images optimales avec un grossissement voisin de 114 fois.
• Le grossissement minimum s'obtient en divisant le diamètre de l'instrument par 7.
• Le grossissement maximum est le plus élevé utilisable sans perte excessive de qualité d'image. Il s'obtient en multipliant le diamètre de l'instrument par 2,5.

L'équipement

Une lunette ou un télescope sans équipement n'a aucune utilité. Les plus importants (de la liste qui suit) pour débuter l'observation sont en règle générale fournis avec l'instrument, d'autres qui apportent le confort (renvoi coudé, monture spécifique, motorisation, …) ou élargissent le champ d'utilisation (jeux d'oculaires) sont à la disposition de l'acheteur.

Image manquante Oculaire_astronomique.jpg Oculaire

Image manquante Renvoi_coude.gif Renvoi coudé à 90°

• Oculaire : Avec l'instrument sont fournis des oculaires de plus ou moins bonne qualité (le meilleur est l'oculaire à trois ou quatre lentilles). Ceux à fort grossissement (6 mm) sont conseillés pour l'observation des planètes mais certainement pas pour les nébuleuses. Pour ces objets lointains, utiliser un oculaire 20 mm, plus lumineux.

• Filtre solaire : En règle générale est également fourni un filtre solaire que l'on visse à l'oculaire : ces filtres présentent un certain danger car ils se situent près du foyer et se retrouvent confrontés à une intense chaleur : il est donc conseillé de ne pas pointer le soleil pendant plus de 30 secondes d'affilée. En raison du risque, il est préférable d'utiliser des filtres en verre qui se placent à l'avant de l'objectif, mais ils sont plus onéreux. Une autre solution est de projeter l'image du Soleil, sans utiliser de filtre mais éventuellement avec un réducteur (un disque de carton à l'avant dont est découpée la partie centrale, réduisant la quantité de lumière qui entre dans l'instrument), sur une feuille placée à une certaine distance de l'oculaire et supportée par une tablette de votre fabrication.

• Lunette de suivi (ou chercheur): Ce viseur, une petite lunette simple, doit être installé et correctement réglé : il doit être parallèle au tube de l'instrument. Pour vérifier si celui-ci est correctement installé, visez un objet terrestre comme le toit d'une maison et regardez si le centre de l'oculaire du viseur correspond au centre de l'oculaire de l'instrument principal. Son but est de faciliter le pointage vers une zone du ciel grâce à son champ de vision plus large, ce qui permet à l'observateur de garder des références d'étoiles tout en ayant une visée relativement précise.

• Renvoi coudé : Il permet une observation plus confortable et évite d'avoir recours à des postures peu confortables durant l'observation, principalement vers le zénith. Son utilisation n'est pas nécessaire avec un télescope du type Newton du fait de sa construction.

• Lentille Barlow : Son but est de grossir l'image 2 fois et est d'une inutilité certaine. En effet, elle altère grandement la qualité de l'image. À la rigueur elle peut être utilisée pour observer un détail sur la Lune, mais certainement pas des objets éloignés !

• Monture : Élément indispensable, c'est elle qui stabilise l'instrument et permet d'effectuer les visées (ainsi qu'éventuellement le suivi) avec succès.

• Azimutale Dobson : C'est le modèle le plus simple et économique qui associe à la monture le trépied. Il est composé d'une plate-forme circulaire posée à même le sol qui s'oriente dans le sens droite/gauche surmontée d'une fourche accueillant le télescope, de type Newton exclusivement, permettant la rotation haut/bas. Il n'est pas motorisé.

Image manquante Monture_equ_all_SkyWatcher.gif Monture équatoriale allemande

Image manquante Trepied_astro_SkyWatcher.jpg Trépied astronomique

• Azimutale : Autre modèle simple, adapté à tous les types d'instruments, il se monte sur un trépied (comme les montures équatoriales) et s'oriente suivant deux axes, l'un vertical, l'autre horizontal, permettant de pointer l'instrument dans toutes les directions. Il n'est souvent pas motorisé, car nécessite un moteur sur chaque axe pour suivre le mouvement apparent des étoiles.

• Équatoriale allemande : La plus répandue, elle possède un axe incliné et réglable faisant un angle avec la surface du sol égal à celui de la latitude du lieu d'observation et pointe en direction du Nord stellaire : ceci donne l'appréciable avantage, par simple rotation de l'instrument autour de ce premier axe, de suivre le mouvement apparent des astres. Le deuxième axe, bloqué durant le temps de l'observation, sert à pointer le tube vers des objets de différentes élévations. En revanche, ce modèle présente l'inconvénient frustrant de ne pas permettre une observation aisée au zénith.

• Équatoriale à fourche : Monture similaire à la précédente, elle est composée des mêmes axes (celui des ascensions droites, pointé vers le pôle céleste, et celui des déclinaisons), mais, de par la présence de la fourche particulièrement adaptée aux télescopes Schmidt-Cassegrain (ou Maksutov-Cassegrain), elle permet une meilleure visée du zénith mais n'est parfois pas adaptée pour d'autres instruments que celui pour lequel elle est prévue. Ces deux montures équatoriales sont parfaites pour un suivi aisé des objets (un seul axe à corriger) ainsi que pour la motorisation (suivi automatique). Elles restent indispensables pour l'astrophotographie.

• Trépied : Élément dont la grande importance ne doit pas être négligée, il accueille la monture et supporte l'instrument. Pour cette raison, il est nécessairement adapté à celui-ci afin d'accepter son poids qui peut être conséquent. Divers modèles sont disponibles, réalisés en aluminium ou acier, tous visant un même but : équilibrer et stabiliser l'ensemble pour éviter au maximum les risques de bascule de l'instrument (quelle que soit sa position) et les vibrations durant l'observation.

Voir aussi

• Astronomie
• Histoire de l'astronomie
• Astrophotographie: la prochaine étape, améliorez cet article!
• Ciel
• Sites internet sur la science

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See also: Observation du ciel, 11 août, 1910, 1999, Afrique du Sud, Amas globulaire, Amas ouvert