Comment peut-on observer les étoiles ?

L'observation est une étape clef pour en apprendre plus sur tout ce qui nous entoure et cela vaut aussi pour les étoiles. Ainsi pour observer les étoiles, plusieurs moyens ont été développés au fil du temps.

La majorité des observations en astrophysique est effectuée en utilisant le spectre électromagnétique. Pour observer à l'intérieur de ce spectre on utilise quatre types d'observations différents.

L’astronomie optique est la forme la plus ancienne d’astronomie. Les instruments les plus courants sont les télescopes. Mais comme l’atmosphère terrestre interfère avec les observations faites, l’optique adaptative et les télescopes spatiaux ont fait leur apparition afin d’obtenir la meilleure qualité d'image possible. À cette échelle, les étoiles sont très visibles, et beaucoup de spectres chimiques peuvent être observés dans la composition d’étoiles, de galaxies ou de nébuleuses.

Le télescope

Le télescope est un instrument d'optique permettant d'augmenter visuellement la luminosité ainsi que la taille des objets à observer grâce à un tube dans lequel se trouve un miroir, appelé objectif, qui est tourné vers l'objet à observer. Ce dispositif capte la lumière des astres vers lesquels il est braqué et en fournit une image à son foyer, observée par l'œil à travers un oculaire. Il permet d'apercevoir des objets célestes ponctuels difficilement perceptibles ou même invisibles à l'œil nu. Ainsi, il sera beaucoup utilisé par les astronomes pour observer les étoiles et différents objets célestes.

La toute première fois que des télescopes ont été construit était au environ de 1608 à la suite des travaux de l'opticien italien Giambattista della Porta en 1586. Ensuite, Galilée, un physicien et astronome également italien, perfectionnera le modèle en augmentant le grossissement.

De nouveaux modèles beaucoup plus modernes ont fait leur apparition, comme celui qui est représenté par l'image ci-contre.

Radiotelescope

Une autre forme d'astronomie existe : l'astronomie infrarouge. Celle-ci étudie les radiations qui ont une longueur d'onde de 750 nm à 0,1 mm. Elles sont donc trop grandes pour être vue. Ce type d'astronomie sert essentiellement à détecter les étoiles en formation qui ne sont pas assez chaudes pour émettre une grande quantité de rayonnement dans le spectre du visible. Les instruments utilisés pour faire ce genre d'observation sont très similaires à celui utilisé pour l'astronomie optique.

Lorsqu'il s'agit d'onde radio, soit une longueur d’onde de 1 m à 100 000 km ou une fréquence de 3 Hz à 300 MHz, c'est la radioastronomie qui est concernée. Les ondes radios sont généralement émises par les objets froids, comme les gaz interstellaires ou les nuages de poussière. L’étude de ces fréquences nécessite de très gros radiotélescopes, qui peuvent être comparés à de grosses antennes pointées vers le ciel en direction de l'objet observé.

Telescope Tcherenkov

Et enfin nous connaissons l’astronomie dans l'ultraviolet, les rayons X ou les rayons gamma qui étudie les phénomènes très énergétiques tels que les pulsars binaires ou les trous noirs. Ces radiations pénètrent difficilement l’atmosphère de la Terre, il n’y a donc que deux possibilités pour les exploiter : les télescopes spatiaux et les télescopes Tcherenkov atmosphériques.

Mis à part les radiations électromagnétiques, seulement très peu de choses situées à grande distance peuvent être observées depuis la Terre. Quelques observatoires d’ondes gravitationnelles ont été construits mais ces ondes sont très difficiles à détecter. On trouve également quelques observatoires de neutrinos pour l’étude (astronomie neutrino) du Soleil principalement.

Quel est le problème ?

Les étoiles ne se trouvent pas juste à coté de la Terre, sauf le Soleil, elles sont situées à plusieurs années lumières. Nous voyons donc la lumière des étoiles avec un décalage plus ou moins importante. Par exemple, lorsque le Soleil s'éteindra, nous percevront toujours sa lumière pendant 8 minutes. Cela peut paraître minime, mais c'est parce que le Soleil n'est pas très loin de nous par rapport aux autres étoiles. Si une étoile est situé à 5 années lumières de la Terre, nous percevrons sa lumière 5 ans après qu'elle ait été émise.

C'est pourquoi lorsqu'on observe ces corps nous devons calculer la distance qui nous sépare de celui-ci pour avoir une idée du moment où l'étoile s’éteint et non du moment où on ne perçoit plus sa lumière.

Pour se faire nous utilisons une technique qui s'appelle la parallaxe annuelle ou parallaxe stellaire.

La parallaxe annuelle consiste à observer l’objet dont on veut mesurer la distance deux fois à six mois d’intervalle. Puis on analyse la configuration des étoiles en arrière-plan. On pourra ensuite calculer les angles ABE et BAE (voir image ci-dessus) pour en déduire la parallaxe θ. Et pour finir on utilise la relation D = R / θ. C’est comme cela que l’on peut déterminer les distances qui séparent notre planète des autres astres.