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La quête pour la haute résolution en astronomie
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Le terme résolution signifie la distance angulaire qu'il y a entre les plus petits détails que nous pouvons voir séparément. Il faut distinguer deux fonctions principales pour un télescope. L'une est d'amener plus de lumière à l'oeil, à la manière d'un entonnoir, ce qui permet de voir des objets qu'on ne pourrait voir à l'oeil nu. L'autre est de fournir un grossissement suffisant pour permettre de profiter du pouvoir de résolution du télescope. En d'autres mots, le grossissement à lui seul n'est pas suffisant pour définir la performance d'un instrument astronomique; ça ne sert à rien de grossir ce qu'on ne voit pas, et de même ça ne sert à rien de grossir quelque choise qui est déjà flou il le deviendrait d'avantage.
Depuis l'invention du télescope, des développements constants ont contribué à l'amélioration de sa performance. Le nom de Galilé évoque l'image du savant qui a, entre autre, inventé la lunette astronomique. Bien que révolutionnaire, les premiers appareils du genre étaient d'une qualité médiocre par comparaison à ce qui existe aujourd'hui. La lunette de Galilé comprenait deux lentilles simples, dont un oculaire consistant en une lentille négative, ce qui avait pour conséquence d'en limiter le grossissement à environ 8 fois. En d'autres termes, sa performance était inférieure à ce qu'une paire de jumelle de bas de gamme peut fournir aujourd'hui.
Galiléo Galilée (1564-1642)
Du temps de Galilé la latitude dans le procédé de fabrication était cause de variation dans l'indice de réfraction du verre, ce qui limitait la performance qu'une lentille pouvait atteindre même si sa forme était parfaite. L'industrie du verre se développant, ce fut donc une des premieres avenues pour améliorer les lunettes astronomiques. Mais, les lentilles simples ont l'inconvénient que la position du foyer n'est pas la même pour toutes les couleurs, ce qu'on appelle distortion chromatique. Encore de nos jours, les instruments d'optique de piètre qualité souffrent de ce défaut qui se manifeste généralement par un halo bleu autour des objets brillants.
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Télescope Hubble
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L'étape suivante fut donc de trouver le moyen de fabriquer des lentilles capable de faire coincider la majorité des couleurs du spectre visible au même foyer. Ceci fut éventuellement accompli par une judicieuse combinaison de deux lentilles faites chacune d'un verre avec un indice de réfraction différent. Le télescope à miroir, dit réflecteur, ne souffre pas de distorsion chromatique.Il a tout de même grandement profité de la grande persée amenée par les lentilles achromates parce qu'elles sont utilisées également dans les oculaires. Par la suite, la résolution put ête augmenté en construisant des télescopes de plus en plus gros, la théorie ondulatoire de la lumière nous enseignant que plus le diamètre de l'instrument est large, meilleure sera sa résolution. Les plus gros ont maintenant 10 mètres de diamètres et furent rendus possible grâce à des nouveaux matériaux et nouvelles technologie moderne, dont les ordinateurs qui contrôlent de façon active la surface des grands miroirs de télescope pendant l'observation, faisant de minîmes ajustement plusieurs fois par secondes.
Néanmoins, il est bien connu que la distorsion atmosphérique limite la résolution possible avec un télescope, c'est pourquoi on est allé d'abord sur les hautes montagnes puis finalement dans l'espace avec le télescope de Hubble. Mais l'espace coûte cher, c'est pourquoi plusieurs observatoires ont aussi investi dans la fabrication de bonnettes optiques qui corrigent en bonne partie les aléas de l'atmosphère. Ces bonnettes ont étés mises en service à plusieurs observatoires et ont démontré leur potentiel pour faire de nouvelles découvertes. Elles vont avoir comme conséquence d'ouvrir de nouveaux champs d'observation, par exemple elles ont permis de suivre des satellites en orbite autour d'astéroides. Elles sont encore limitées toutefois, ne fournissant une haute résolution seulement au centre du champs de vision.
Y-a-il encore place pour du progrès? La réponse est OUI sans équivoque, les télescopes optiques devant êtres amenés à utiliser l'interférométrie qui permettra de mutiplier par 100 et peut-être même 1000 fois le pouvoir de résolution. Selon cette technique on utilise plusieurs instruments distancés les uns des autres, la résolution devenant alors équivalente à celle d'un instrument dont le diamètre serait égal à la distance entre les composantes. Cette technique a été maîtrisée depuis une trentaine d'années avec les radio télescopes et permet d'atteindre une résolution de l'ordre du millième de seconde d'arc. Par comparaison, l'atmosphère terrestre nous limite à environ 1 seconde d'arc dans le visible.Cette technique est beaucoup plus difficile à mettre en application avec la lumière à cause de la précision demandé, les longueurs d'ondes impliquées étant beaucoup plus courtes. Mais, les progrès des dernières années laissent entrevoir qu'elle sera maîtrisée avant la fin du 3e millénaire, ... en fait ce devrait être chose courante dans moins de 10ans.
Par: Damien Lemay
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