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La spectroscopie au service des astronomes amateurs

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Après la photographie, les passionnés du ciel se tournent maintenant vers l'analyse de la lumière que captent leurs instruments. Une autre façon de faire de l'astronomie utile.

Le Soleil est l'étoile dont les amateurs peuvent le plus facilement obtenir le spectre. © O. Garde

Les dernières Rencontres du ciel et de l'espace ont été l'occasion de mesurer l'évolution du comportement des astronomes amateurs. De mieux en mieux outillés, certains d'entre eux ne se contentent plus d'observer et de photographier le ciel simplement pour le plaisir mais cherchent à réaliser des observations exploitables scientifiquement. On connaît l'efficacité des observateurs planétaires, toujours prêts à donner l'alerte quand un impact se produit sur Jupiter ou qu'une tempête se déclenche sur Saturne. Il existe aussi les chercheurs de comètes, dont les efforts sont d'autant plus méritoires que cette traque est désormais assurée par des systèmes professionnels de surveillance automatique. Dernière tendance de cette astronomie utile : l'arrivée des spectrographes derrière les télescopes d'amateurs.

L'histoire de la spectroscopie commence avec Isaac Newton qui montra qu'un prisme en verre décompose la lumière. Les premiers spectres de laboratoire furent obtenus au XIXe siècle mais très vite on pensa à appliquer cette technique à l'astronomie. Dans l'avant-propos de son livre Le Ciel (édition de 1877), Amédée Guillemin écrivait : « On sait qu'une nouvelle méthode d'observation, l'analyse spectrale de la lumière des astres, a permis d'aborder des questions inaccessibles jusque-là, questions relatives à la constitution physique et chimique des corps célestes, dans le monde solaire comme dans l'univers sidéral ». Depuis, la spectroscopie n'a cessé d'être appliquée en astronomie, avec en parallèle la mise au point d'instruments d'analyse de plus en plus sophistiqués.

Un spectrographe installé derrière un télescope d'amateur permet désormais de disséquer la lumière des astres observés, un domaine jusque-là réservé aux professionnels. © C. Buil

Quand spectro rime avec astro

Chez les professionnels, le spectrographe actuellement le plus perfectionné est Muse (Multi Unit Spectroscopic Explorer), un ensemble de 24 spectrographes 3D couplés à un système d'optique adaptative qui sera opérationnel sur le VLT d'ici deux ans. Les astronomes amateurs se sont tournés vers la spectroscopie depuis quelques années, grâce au matériel conçu par la société française Shelyak Instruments. Fondée par deux amateurs passionnés, François Cochard et Olivier Thizy, cette petite entreprise a développé des spectrographes compacts et lumineux facilement utilisables avec les instruments des amateurs.

En 2009, un de ces spectrographes a permis à un astronome amateur, Christian Buil, de redécouvrir une exoplanète à l'aide d'un télescope de 28 centimètres de diamètre seulement ! Christian Buil avait utilisé la méthode de la spectroscopie Doppler pour détecter les infimes variations provoquées par le passage d'une exoplanète géante gazeuse, découverte en 1997 autour de l'étoile Tau Boo. En dehors de la très médiatique recherche d'exoplanètes réservée à quelques amateurs talentueux, la spectroscopie permet surtout d'analyser la composition des astres avec en tout premier lieu celle du Soleil ou encore celle des nébuleuses.

Spectre d'une partie de la nébuleuse NGC 6960. On y retrouve la signature des différents gaz qui composent la nébuleuse. © C. Buil

Comme des professionnels

Les passionnés de spectroscopie ont eux aussi leur rassemblement : il a lieu chaque été à l'observatoire de Haute-Provence. La page que consacre Christian Buil à cette manifestation permet de mesurer la diversité des applications de la spectroscopie en astronomie : étoiles particulières ou normales, astéroïdes, planètes, comètes, nébuleuses, galaxies et même un quasar ont été au menu de la dernière édition de ces rencontres spectro.

Nous vous présentons dans cet article deux spectres parmi les nombreux obtenus avec un télescope de 235 millimètres de diamètre. Le premier (plus haut) est celui de NGC 6960, un morceau des célèbres dentelles du Cygne, où sont visibles les raies caractéristiques des nébuleuses gazeuses : hydrogène, oxygène, azote, hélium, soufre... Le second spectre (ci-dessous) est celui de la comète 10P/Tempel 2, dans lequel on retrouve comme toujours une très intense émission de cyanogène qui donne à la plupart des comètes une belle couleur verte.

Spectre de la comète 10P/Tempel 2 avec à gauche la signature caractéristique du cyanogène. © C. Buil

On l'aura compris, la spectroscopie fait une entrée remarquée dans le monde des astronomes amateurs exigeants ; elle devrait leur permettre de multiplier de fructueuses collaborations avec les professionnels. Ces derniers ont en effet besoin de nombreuses observations de routine pour compléter leurs recherches limitées à des temps de télescope très réduits. Sans oublier que cette nouvelle façon de scruter le ciel pourrait être l'occasion pour les amateurs d'observer des phénomènes inattendus (supernova...) et d'alerter ensuite les grands observatoires.

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