Notes sur le développement de l'astronomie: les autres longueurs d'onde, Notes de Astronomie
Caroline_lez
Caroline_lez9 January 2014

Notes sur le développement de l'astronomie: les autres longueurs d'onde, Notes de Astronomie

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Notes d'astronomie sur le développement de l'astronomie: les autres longueurs d'onde. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: La radioastronomie, L'infrarouge, L'ultraviolet, Les rayons X, Les rayons gamma,
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La radioastronomie put se développer aussitôt après la guerre car les observations pouvaient se

faire depuis le sol, comme dans le domaine visible. Ceci n'était pas le cas pour les autres

régions du spectre électromagnétique, l'infrarouge, l'ultraviolet, les rayons X ou gamma. En

effet, certains constituants de l'atmosphère, en particulier la vapeur d'eau, le gaz carbonique ou

l'ozone, absorbent les ondes électromagnétiques dans ces différents domaines et les

empêchent d'atteindre la surface terrestre. Le seul moyen d'étudier le ciel dans ces lumières est

alors d'utiliser des instruments en haute altitude à bord de ballons et d'avions ou, encore

mieux, dans des satellites en orbite autour de la Terre.

Une illustration de la manière dont les observations dans différentes longueurs d'onde peuvent se

complémenter. Cette image de l'amas de galaxies MS 0735.6+7421 est une composition de trois

images obtenues par le télescope spatial Hubble dans le visible (en vert), par l'observatoire dans les

rayons X Chandra (en bleu) et le réseau de radiotélescopes VLA (en rouge). Alors qu'en lumière visible

on n'aperçoit que des galaxies, les rayons X révèlent le halo de gaz chaud de l'amas et les ondes radio

font apparaître les jets de particules énergétiques qui émanent du trou noir supermassif central et

créent des cavités dans le halo de gaz. Crédit : NASA, ESA et B. McNamara (University of Waterloo)

L'infrarouge

Le premier satellite d'observation dans l'infrarouge, IRAS, fut lancé en 1983 grâce à une

collaboration entre américains, britanniques et néerlandais. Muni d'un télescope de 57

centimètres, il révolutionna en 10 mois d'observations, tous les domaines de l'astronomie. Il

réalisa en particulier une carte complète du ciel dans l'infrarouge, découvrit plusieurs comètes,

observa des nuages de poussières interstellaires baptisés les cirrus infrarouges, détecta des

disques de poussière autour de plusieurs étoiles et mis en évidence un nouveau type

degalaxies. Une belle réussite.

En 1995, l'agence spatiale européenne (ESA) lança son propre satellite infrarouge, ISO, pour une

période d'observation de deux ans et demi. ISO était capable de détecter le rayonnement

infrarouge dans des longueurs d'onde comprises entre 2,5 et 240 micromètres, avec une

sensibilité et une résolution angulaire bien supérieures à celle d'IRAS. Parmi ces faits d'armes,

on peut citer l'observation de nombreuses régions de formation stellaire dans des régions

proches ou dans des galaxies lointaines, ainsi que la découverte de vapeur d'eau sur Titan et

plus généralement la détection d'eau un peu partout dans l'Univers.

L'ultraviolet

Les premiers satellites d'observation dans l'ultraviolet furent lancés dans les années 1960 et

1970. Le plus important d'entre eux fut le satellite IUE qui, lancé en 1978, fonctionna pendant

18 ans. Avec un télescope de 45 centimètres, IUE réalisa une moisson exceptionnelle de

données, se concentrant en particulier sur les étoiles les plus chaudes et leurs éjections de gaz,

ainsi que sur le milieu interstellaire et les quasars. Pour explorer l'ultraviolet lointain, près de la

frontière avec les rayons X, les Américains lancèrent EUVE qui observa le ciel de 1992 à 2001.

Ce satellite put établir une carte du ciel, détecter la première source extragalactique dans ce

domaine et étudier certaines étoiles particulières comme les naines blanches.

Les rayons X

Dans le domaine des rayons X, le premier satellite majeur fut Uhuru. Lancé en 1970, celui-ci

établit une carte du ciel et détecta de nombreuses sources brillantes. A la fin des années 1970,

trois satellites de la série HEAO reprirent ce travail plus en profondeur et détectèrent près de 10

000 sources de rayons X. L'étude de ces dernières a depuis montré qu'il s'agissait

principalement de couples d'étoiles soumis à des phénomènes très violents, de résidus

de supernovae ou bien d'amas de galaxies. Depuis, d'autres satellites ont continué ce type

d'observation, en particulier l'européen EXOSAT et l'allemand ROSAT, respectivement en 1983

et en 1990, et plus récemment l'américain Chandra et l'européen XMM-Newton tous deux

lancés en 1999.

Les rayons gamma

Finissons par l'astronomie des rayons gamma, qui s'occupe des phénomènes les plus violents

de l'univers, qu'ils se produisent autour de pulsars, dans le milieu interstellaire, au centre

des galaxies ou dans les quasars. Les premiers satellites dans ce domaine furent lancés à la fin

des années 1960. Depuis, les principaux satellites furent l'européen COS-B, lancé en 1975, le

franco-russe GRANAT en 1989 et l'américain Compton GRO en 1991. La mission la plus

importante à l'heure actuelle est celle du satellite Integral de l'agence spatiale européenne lancé

en 2002.

En plus de la mise en orbite de satellites d'observation dans toutes les longueurs d'onde, la

deuxième partie du XXe siècle a évidemment été marquée par l'exploration du système solaire à

l'aide de sondes spatiales automatiques, et par les premiers pas de l'homme sur la Lune.

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