Télescopes optiques et infrarouges
Les télescopes optiques et infrarouges collectent et focalisent la lumière visible et infrarouge proche à moyen, déterminant ainsi la puissance de collecte de lumière, la résolution angulaire et le champ de vision qui régissent ce que les astronomes peuvent observer.
Definition
Un télescope optique ou infrarouge est un instrument qui utilise des lentilles ou des miroirs pour collecter le rayonnement électromagnétique dans la bande d'environ 0,3 à 30 microns et le focaliser en un point où il peut être imagé, dispersé ou mesuré photométriquement.
Scope
Ce domaine couvre les configurations optiques des télescopes réflecteurs et réfracteurs, la fabrication et le support des grands miroirs primaires, les exigences particulières de l'observation infrarouge, notamment le fond thermique et le refroidissement des détecteurs, ainsi que les montures mécaniques et les systèmes d'entraînement qui orientent et suivent les télescopes en compensant la rotation de la Terre.
Sub-topics
Core questions
- Qu'est-ce qui détermine la puissance de collecte de lumière et la résolution angulaire d'un télescope ?
- Comment les grands miroirs précis sont-ils fabriqués et maintenus en forme face à la gravité et aux variations thermiques ?
- Qu'est-ce qui distingue l'observation infrarouge de l'observation en lumière visible ?
- Comment les télescopes sont-ils pointés et suivis avec précision dans le ciel ?
Key theories
- Ouverture, résolution et limite de diffraction
- La surface de collecte est proportionnelle au carré du diamètre de l'ouverture, tandis que la résolution angulaire limitée par la diffraction est inversement proportionnelle au diamètre ; ainsi, les télescopes plus grands permettent d'observer des détails plus faibles et plus fins.
- Configurations optiques des télescopes réflecteurs
- Des conceptions telles que Cassegrain, Ritchey-Chrétien et Grégorien agencent les miroirs primaire et secondaire pour contrôler les aberrations comme la coma et l'astigmatisme sur un champ de vision utilisable.
- Support actif des grands miroirs
- Les grands miroirs primaires modernes sont minces ou segmentés et sont maintenus en forme par des actionneurs contrôlés par ordinateur qui compensent la déformation gravitationnelle et thermique lorsque le télescope se déplace.
Clinical relevance
Les télescopes optiques et infrarouges sont à la base de presque toutes les branches de l'astronomie observationnelle, des relevés de galaxies lointaines à la caractérisation d'exoplanètes ; les avancées en technologie des miroirs et en instrumentation infrarouge étendent directement la faiblesse des signaux et la gamme de longueurs d'onde accessibles à la recherche.
History
Le réfracteur de Galilée a inauguré l'astronomie télescopique en 1609, et le réflecteur de Newton a résolu l'aberration chromatique. Le XXe siècle a vu l'apparition de miroirs en verre de plus en plus grands, culminant avec le télescope Hale de 5 mètres, après quoi la technologie des miroirs segmentés et à ménisque mince, ainsi que le support actif, ont permis la génération actuelle de télescopes de 8 à 10 mètres et les télescopes extrêmement grands actuellement en construction.
Key figures
- Isaac Newton
- George Willis Ritchey
- Henri Chretien
- Roger Angel
Related topics
Seminal works
- kitchin2013
- schroeder2000
- bely2003
Frequently asked questions
- Pourquoi presque tous les grands télescopes modernes sont-ils des réflecteurs plutôt que des réfracteurs ?
- Les grandes lentilles s'affaissent sous leur propre poids, souffrent d'aberration chromatique et ne peuvent être supportées que par leurs bords, tandis que les miroirs peuvent être supportés sur toute leur surface arrière et réfléchissent toutes les longueurs d'onde de manière égale. Ces limites pratiques plafonnent efficacement les réfracteurs à environ un mètre, de sorte que tous les grands télescopes utilisent des miroirs.
- Pourquoi de nombreux télescopes infrarouges sont-ils situés sur des montagnes hautes et sèches ou volent-ils au-dessus de l'atmosphère ?
- La vapeur d'eau et l'atmosphère chaude absorbent et émettent fortement dans l'infrarouge, noyant les signaux faibles. Les sites élevés et secs, les plateformes aéroportées et les télescopes spatiaux réduisent ce fond, et les instruments infrarouges sont également refroidis afin que la propre chaleur du télescope ne submerge pas l'observation.