Observatoire

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Un observatoire est un lieu utilisé pour observer les événements terrestres ou célestes. L’astronomie, la climatologie, météorologie, la géophysique, l'océanographie et la volcanologie sont des exemples de disciplines pour lesquelles des observatoires ont été construits. Historiquement, les observatoires étaient aussi simples que de contenir un sextant astronomique (pour mesurer la distance entre les étoiles) ou Stonehenge qui a quelques alignements sur les phénomènes astronomiques.

Observatoires terrestres[modifier | modifier le code]

Les observatoires terrestres ont pour but d'observer les événements terrestres ou de les prévoir comme les observatoires climatiques ou météréologiques. Par exemple, l'observatoire météorologique du haut Peissenberg fait des recherches sur l'ozone, des mesures d'aérosols et de gaz traces, de la météorologie radar et effectue des observations météorologiques dites "classiques" avec leur station météorologique qui visent à mesurer les précipitations, le sens et la force des vents, etc.[1],[2].

Observatoires astronomiques[modifier | modifier le code]

Les observatoires astronomiques sont principalement divisés en quatre catégories: spatiaux, aéroportés, terrestres et souterrains.

Observatoires au sol[modifier | modifier le code]

Des observatoires au sol, situés à la surface de la Terre, sont utilisés pour faire des observations dans les longueurs d'ondes de la radio et de la lumière visible du spectre électromagnétique. La plupart des télescopes optiques sont logés dans un dôme ou une structure similaire, pour protéger les instruments délicats des éléments. Les dômes de télescope ont une fente ou une autre ouverture dans le toit qui peut être ouverte pendant l'observation et fermée lorsque le télescope n'est pas utilisé. Dans la plupart des cas, toute la partie supérieure du dôme du télescope peut être tournée pour permettre à l'instrument d'observer différentes sections du ciel nocturne. Les radiotélescopes n'ont généralement pas de dôme.

Pour les télescopes optiques, la plupart des observatoires au sol sont situés loin des grands centres de population, pour éviter les effets de la pollution lumineuse. Les emplacements idéaux pour les observatoires modernes sont les sites qui ont un ciel sombre, un grand pourcentage de nuits claires par an, de l'air sec et qui sont à haute altitude. À haute altitude, l'atmosphère terrestre est plus mince, minimisant ainsi les effets de la turbulence atmosphérique et se traduisant par une meilleure « qualité d'image » astronomique[4]. Les sites qui répondent aux critères ci-dessus pour les observatoires modernes comprennent le Sud-Ouest des États-Unis, Hawaï, les Îles Canaries, les Andes et les hautes montagnes du Mexique comme la Sierra Negra[5]. Un site nouvellement émergent qui devrait être ajouté à cette liste est Mount Gargash. Avec une altitude de 3 600 m au-dessus du niveau de la mer, il abrite l'Observatoire national iranien et son télescope INO340 de 3,4 m. Les principaux observatoires optiques comprennent les observatoires du Mauna Kea et l'observatoire de Kitt Peak aux États-Unis, l'observatoire du Roque de los Muchachos et l'observatoire de Calar Alto en Espagne, et l'observatoire du Cerro Paranal au Chili.

Une étude de recherche spécifique réalisée en 2009 montre que le meilleur emplacement possible pour l'observatoire au sol sur Terre est la crête A - une place dans la partie centrale de l'Antarctique oriental[6]. Cet emplacement offre le moins de perturbations atmosphériques et la meilleure visibilité.

Observatoires radio[modifier | modifier le code]

À partir des années 1930, des radiotélescopes ont été construits pour être utilisés dans le domaine de la radioastronomie pour observer l'Univers dans la partie radio du spectre électromagnétique. Un tel instrument, ou ensemble d'instruments, avec des installations de soutien telles que des centres de contrôle, des logements pour les visiteurs, des centres de réduction de données et / ou des installations de maintenance sont appelés observatoires radio. Les observatoires radio sont également situés loin des grands centres de population pour éviter les interférences électromagnétiques (IME) de la radio, de la télévision, du radar et d'autres appareils émettant des IME, mais contrairement aux observatoires optiques, les observatoires radio peuvent être placés dans des vallées pour un blindage IME supplémentaire. Certains des principaux observatoires radio du monde comprennent le Socorro, au Nouveau-Mexique, aux États-Unis, l'observatoire de Jodrell Bank au Royaume-Uni, l'observatoire astronomique d'Arecibo à Porto Rico, l'observatoire de Parkes en Nouvelle-Galles du Sud, en Australie et l'observatoire du Llano de Chajnantor au Chili.

Les plus hauts observatoires astronomiques[modifier | modifier le code]

Ancien observatoire à Delhi
"El Caracol" un temple observatoire à Chichén Itzá au Mexique
Ruines de l'observatoire de Maragha sous-dôme de Maragha en Iran
Yantra Mandir à Jaipur en India
Le point estonien de départ de l'observatoire de Tartu de l'Arc géodésique de Struve[7],[8].
L'observatoire de 1872 de Sydney en Australia[9]
L'obervatoire du Soleil construit en 1692 sur Lomnický štít en Slovaquie[12],[13]

Depuis le milieu du XXe siècle, un certain nombre d'observatoires astronomiques ont été construits à très haute altitude, au-dessus de 4 000 à 5 000 m. Le plus grand et le plus remarquable d'entre eux est l'observatoire du Mauna Kea, situé près du sommet d'un volcan à Hawaii à 4 205 m. L'observatoire d'astrophysique de Chacaltaya en Bolivie, à 5 230 m, était l'observatoire astronomique permanent le plus haut du monde[14] depuis sa construction dans les années 1940 jusqu'en 2009. Il a maintenant été dépassé par le nouvel Observatoire Atacama de l'Université de Tokyo[15], un télescope optique-infrarouge à 5 640 m au sommet d'une montagne dans le désert d'Atacama au Chili.

Les plus anciens observatoires astronomiques[modifier | modifier le code]

Les proto-observatoires les plus anciens, au sens de poste d'observation pour l'astronomie[16],

Les véritables observatoires les plus anciens, au sens d'un institut de recherche spécialisé[16],[18],[19], comprennent:

Observatoires spatiaux[modifier | modifier le code]

Le télescope spatial Hubble sur l'orbite terrestre

Les observatoires spatiaux sont des télescopes ou d'autres instruments situés dans l'espace extra-atmosphérique, dont beaucoup sont en orbite autour de la Terre. Les télescopes spatiaux peuvent être utilisés pour observer des objets astronomiques à des longueurs d'onde du spectre électromagnétique qui ne peuvent pas pénétrer dans l'atmosphère terrestre et sont donc impossibles à observer à l'aide de télescopes au sol. L'atmosphère terrestre est opaque aux rayons ultraviolets, aux rayons X et aux rayons gamma et est partiellement opaque aux rayons infrarouges, de sorte que les observations dans ces parties du spectre électromagnétique sont mieux effectuées à partir d'un endroit au-dessus de l'atmosphère de notre planète[26]. Un autre avantage des télescopes spatiaux est que, en raison de leur emplacement au-dessus de l'atmosphère terrestre, leurs images sont exemptes des effets de la turbulence atmosphérique qui affectent les observations au sol[27]. En conséquence, le pouvoir de résolution des télescopes spatiaux tels que le télescope spatial Hubble est souvent beaucoup plus petit qu'un télescope au sol avec une ouverture similaire. Cependant, tous ces avantages ont un prix. Les télescopes spatiaux sont beaucoup plus chers à construire que les télescopes au sol. En raison de leur emplacement, les télescopes spatiaux sont également extrêmement difficiles à entretenir. Le télescope spatial Hubble a été desservi par la navette spatiale américaine tandis que de nombreux autres télescopes spatiaux ne peuvent pas du tout être entretenus. Le télescope spatial James Webb (JWST) remplacera le télescope spatial Hubble en 2021.

Observatoires aéroportés[modifier | modifier le code]

SOFIA à bord d'un Boeing 747SP

Les observatoires aéroportés ont l'avantage d'être en hauteur par rapport aux installations au sol, ce qui les place au-dessus de la majeure partie de l'atmosphère terrestre. Ils présentent également un avantage par rapport aux télescopes spatiaux: les instruments peuvent être déployés, réparés et mis à jour beaucoup plus rapidement et à moindre coût. L'observatoire aéroporté de Kuiper et l'observatoire stratosphérique pour l'astronomie infrarouge utilisent des avions pour observer dans l'infrarouge, qui est absorbé par la vapeur d'eau dans l'atmosphère. Des ballons stratosphériques pour l'astronomie aux rayons X ont été utilisés dans divers pays.

Un observatoire volcanologique est une structure qui mène des recherches et surveille un volcan. Parmi les plus connus figurent l'observatoire volcanologique d'Hawaï et l'observatoire du Vésuve. Des observatoires mobiles de volcans existent avec l'USGS VDAP (Volcano Disaster Assistance Program), à déployer à la demande.

Références[modifier | modifier le code]

  1. (en + de) « Meteorological Observatory Hohenpeissenberg », Wetter und Klina, Deutscher Wetterdienst (consulté le ).
  2. (en) « Description of the Meteorological Observatory at Hohenpeissenberg » [PDF], Deutscher Wetterdienst (consulté le ).
  3. « ALMA's Solitude », sur Picture of the Week, ESO (consulté le )
  4. Eric Chaisson et McMillan, Steve, Astronomy Today, Fourth Edition, Prentice Hall, , 116–119 p.
  5. Eric Chaisson et McMillan, Steve, Astronomy Today, Fourth Edition, Prentice Hall, , p. 119
  6. Saunders, Lawrence, Storey et Ashley, « Where Is the Best Site on Earth? Domes A, B, C, and F, and Ridges A and B », Publications of the Astronomical Society of the Pacific, vol. 121, no 883,‎ , p. 976–992 (DOI 10.1086/605780, Bibcode 2009PASP..121..976S, arXiv 0905.4156)
  7. Taavi Tuvikene, Tartu Old Observatory, 18 February 2009
  8. Tartu Observatory – Official website (English version)
  9. Official Web Site of the Sydney Observatory
  10. One of the Oldest Observatories in South America is the Quito Astronomical Observatory
  11. Official website of the Quito Astronomical Observatory
  12. « Slovakia's High Tatras mountains are seen from the solar observatory station on the Lomnicky Stit peak », BBC,
  13. A long time exposed picture taken by night shows Slovakia's High Tatras mountains seen from the Solar observatory station on the Lomnicky Stit peak « https://web.archive.org/web/20171016031205/http://www.thestarphoenix.com/news/Photos+World+Photos+Sept/10174778/story.html »(Archive.orgWikiwixArchive.isGoogleQue faire ?), 4 September 2014.
  14. Zanini, Storini, M. et Saavedra, O., « Cosmic rays at High Mountain Observatories », Advances in Space Research, vol. 44, no 10,‎ , p. 1160–1165 (DOI 10.1016/j.asr.2008.10.039, Bibcode 2009AdSpR..44.1160Z)
  15. Yoshii, « The 1m telescope at the Atacama Observatory has Started Scientific Operation, detecting the Hydrogen Emission Line from the Galactic Center in the Infrared Light », Press Release, School of Science, the University of Tokyo, (consulté le )
  16. a et b (en) Micheau, « The Scientific Institutions in the Medieval Near East », dans Roshdi Rashed et Régis Morelon, Encyclopedia of the History of Arabic Science, Routledge, , 985–1007 p. (ISBN 978-0-415-12410-2)
  17. (en) « Facts about Hipparchus: astronomical observatory, as discussed in astronomical observatory »(Archive.orgWikiwixArchive.isGoogleQue faire ?), sur britannica.com
  18. Peter Barrett (2004), Science and Theology Since Copernicus: The Search for Understanding, p. 18, Continuum International Publishing Group, (ISBN 0-567-08969-X)
  19. Kennedy, « Review: The Observatory in Islam and Its Place in the General History of the Observatory by Aydin Sayili », Isis, vol. 53, no 2,‎ , p. 237–239 (DOI 10.1086/349558)
  20. « Royal Institute and Observatory of the San Fernando Armada »
  21. « Real Observatorio de Madrid - Breve semblanza histórica » [archive du ]
  22. « Observatorio Astronómico Nacional (Universidad Nacional de Colombia) » [archive du ] (consulté le )
  23. « On its 200th Anniversary Tartu Old Observatory Opens Doors as a Museum », www.visitestonia.com, (consulté le )
  24. « National Park Service: Astronomy and Astrophysics (United States Naval Observatory) » [archive du ], Cr.nps.gov, (consulté le )
  25. Portolano, « John Quincy Adams's Rhetorical Crusade for Astronomy », Isis, vol. 91, no 3,‎ , p. 480–503 (PMID 11143785, DOI 10.1086/384852, JSTOR 237905, lire en ligne)
  26. Eric Chaisson et McMillan, Steve, Astronomy Today, Fourth Edition, Prentice Hall,
  27. « A Brief History of the Hubble Space Telescope: Why a Space Telescope? », NASA (consulté le )