En plein jour, en regardant les étoiles

Ah, la magie du firmament dans le ciel nocturne ! Ne serait-il pas bien si vous pouviez également observer les étoiles pendant la journée ? Absurde et, au contraire, cela semble désormais possible. Des chercheurs de l’Université Macquarie de Sydney, en Australie, ont utilisé leur télescope Huntsman pour mesurer et suivre avec précision les étoiles, les satellites et d’autres objets dans le ciel, non seulement la nuit – lorsque tous les astronomes scrutent généralement le ciel – mais également lorsque le Soleil est à midi.

«Pendant des siècles, les gens ont essayé d’observer les étoiles et les satellites dans le ciel. longueurs d’onde visibles en plein jour, mais cela a toujours été très difficile à faire. Nos tests montrent que le Huntsman peut obtenir des résultats remarquables même pendant la journée.»explique l’auteur principal et doctorant en astrophysique Sarah Caddiequi a également contribué à la conception et à l’exploitation du télescope Huntsman auObservatoire des sources de revêtement à Coonabarabran.

Conçu à l’origine pour les observations ultrasensibles du ciel nocturne, le télescope Huntsman est doté d’un ensemble unique de 10 objectifs de caméra fonctionnant en parallèle, alimentant 10 capteurs CMOS ultrarapides qui, ensemble, peuvent prendre des milliers d’images à courte exposition par seconde. Le télescope combine une caméra astronomique et un équipement de focalisation astro-mécanique avec un ensemble de 10 objectifs Canon de 400 mm très sensibles, orientés pour couvrir la même partie du ciel. La caméra connectée est ainsi capable de traiter des images et de gérer des flux de données très volumineux en un instant, en utilisant un contrôle robotique pour suivre et capturer des objets en mouvement rapide et en garantissant surveillance continue des objets pendant 24 heures.

Étant donné que le Soleil bloque la majeure partie de la lumière des autres objets célestes, les astronomes n’observent traditionnellement que la nuit. Ce télescope multi-objectifs pourrait ouvrir de nouvelles possibilités pour l’astronomie diurne. «Être capable de faire des observations précises 24 heures sur 24 brise les restrictions de longue date qui empêchaient les astronomes de scruter le ciel.»il prétend Lee Spitlerresponsable des projets spatiaux auOptique astronomique australienne (Aao) de Macquarie, co-auteur dearticle présenté dans le magazine Publications de la Société Astronomique d’Australie contenant les résultats des tests d’observation.

Sarah Caddy avec le télescope Huntsman qu’elle a aidé à concevoir et à construire. Ce télescope optique comprend une gamme unique de 10 objectifs de caméra fonctionnant en parallèle, alimentant 10 capteurs de caméra CMOS ultra-rapides. Crédit : Université Macquarie

L’idée de Caddy était d’expérimenter des filtres spéciaux “à large bande” sur une version test du Huntsman – une copie réduite du télescope à lentille unique installé à l’observatoire de l’Université Macquarie – pour bloquer la majeure partie de la lumière diurne, n’autorisant que les longueurs d’onde spécifiques. de lumière émise par les objets célestes à traverser. Le prototype de mini-télescope a permis à l’équipe de recherche d’évaluer divers paramètres dans un environnement contrôlé sans affecter le télescope Huntsman.

Quels sont les avantages de pouvoir observer l’univers même de jour ? Il y a beaucoup de. Tout d’abord, la possibilité de surveiller en permanence certaines étoiles brillantes qui ne peuvent pas être observées la nuit car trop proches du Soleil. Un exemple est la supergéante rouge. Bételgeuse, une étoile proche située à environ 650 années-lumière, dans la constellation d’Orion de la Voie lactée. Quêteune étoile est de grand intérêt pour les astronomes car c’est remarquablement sombre entre 2019 et 2020, probablement en raison d’une expulsion importante de gaz et de poussières. Nous savons également que Bételgeuse va exploser « bientôt » – en termes astronomiques, n’importe quand d’ici les prochains millions d’années – mais nous ne savons pas exactement quand cela se produira. Mais Bételgeuse est observable environ quatre mois de l’année et uniquement pendant la journée, lorsque le Soleil se situe entre Bételgeuse et la Terre. Ce serait donc dommage de rater son moment explosif. «Sans ce mode diurne, nous ne saurons si l’une des étoiles les plus brillantes du ciel est devenue une supernova avant quelques mois après que sa lumière explosive ait atteint la Terre.»dit Spitler.

Rendu 3D nocturne de Bételgeuse, l’étoile brillante de la constellation d’Orion avec sa couronne dynamique en expansion et son éruption de gaz ou de poussière. Crédit : Université Macquarie

Après sept mois d’enquête sur la luminosité de la supergéante rouge pendant la journée, l’équipe de recherche a confirmé que les données de photométrie diurne du télescope Huntsman pour Bételgeuse correspondent aux mesures des observatoires du monde entier et des télescopes spatiaux. Ainsi, si tout se passe bien, le télescope fera le bonheur des astronomes qui aiment étudier les étoiles qui deviennent des supernovae et éjectent d’énormes quantités de matière stellaire, pour comprendre la formation des éléments chimiques dans l’univers.

Les explosions de supernova dans la Voie Lactée sont relativement rares – la dernière remonte à 1604 – à tel point que les astronomes, encore aujourd’hui, s’arrêtent pour étudier l’explosion d’une supernova dans une mini-galaxie proche de la nôtre survenue en 1987. «Cette découverte ouvre la voie à des études continues et à long terme sur des étoiles comme Bételgeuse, qui subissent de puissantes éruptions vers la fin de leur vie.»poursuit Spitler.

Pouvoir effectuer des observations de jour présente également un autre avantage majeur dans le domaine en pleine expansion des connaissance de la situation spatiale (SSA), la surveillance rapprochée d’une population toujours croissante de satellites, de débris spatiaux et d’autres objets artificiels en orbite autour de la Terre.

Une vue diurne de l’étoile voisine Bételgeuse, située à environ 650 années-lumière. Crédit : Université Macquarie

L’astronomie diurne sera de plus en plus cruciale à mesure que nous entrons dans la prochaine ère spatiale : plus de satellites seront lancés au cours des dix prochaines années que dans toute l’histoire de l’exploration spatiale humaine. La photométrie par satellite – une technique astronomique qui utilise des télescopes optiques pour étudier les variations de luminosité des objets célestes – peut révéler des informations précieuses, notamment la composition, l’âge et l’état des objets en orbite.

«Avec environ 10 000 satellites actifs faisant déjà le tour de la planète et le lancement prévu de 50 000 autres satellites en orbite terrestre basse au cours de la prochaine décennie, il existe un besoin évident de réseaux de télescopes dédiés de jour et de nuit pour détecter et suivre en permanence les satellites. L’ouverture des satellites à l’observation diurne nous permettra de surveiller non seulement leur position, mais aussi leur orientation, en combinant les informations obtenues du radar et d’autres méthodes de surveillance.»explique Caddy qui, avec son équipe, utilise déjà le mini-Huntsman depuis plusieurs mois pour affiner les techniques de surveillance, en étudiant systématiquement des facteurs tels que les temps d’exposition optimaux, le timing d’observation et le suivi précis des cibles même à travers les turbulences atmosphériques.

«Nous avons perfectionné une méthodologie d’observation diurne et démontré que cela peut être réalisé avec des équipements abordables et haut de gamme. L’astronomie de jour est un domaine passionnant, et grâce aux progrès des capteurs de caméra, des filtres et d’autres technologies, nous avons constaté des améliorations spectaculaires de la sensibilité et de la précision pouvant être obtenues dans des conditions de ciel lumineux.», conclut le chercheur.

En savoir plus: