ASTROMÉTRIE
Instruments et méthodes de l'astrométrie
Évolution des précisions
Encyclopædia Universalis France
Les instruments les plus anciens utilisés en astrométrie sont l'armille et le quadrant. En usage jusqu'à la fin du Moyen Âge, ils permirent d'obtenir sur les coordonnées des astres une précision de ± 2′. En 1689, Olaüs Römer construisit l'instrument des passages qui, avec des perfectionnements, devait être utilisé jusqu'à nos jours sous le nom de lunette méridienne. Sa précision, qui était de l'ordre de 2″ au xviiie siècle, est passée à 0,40″ à la fin du xixe siècle et atteint actuellement 0,10″. À la fin du xixe siècle, les premières applications de la photographie à l'astrométrie ont conduit à la grande opération mondiale de la Carte photographique du Ciel, dont la précision était de l'ordre de 0,30″, alors que l'astrométrie sur des lunettes à long foyer donnait des précisions allant jusqu'à 0,05″ vers le milieu du xxe siècle. Le xxe siècle a vu successivement apparaître le tube zénithal photographique et l'astrolabe Danjon, essentiellement destinés à l'étude de la rotation de la Terre, et le remplacement des lunettes à long foyer par des télescopes astrométriques. Un saut considérable en précision a été fait grâce à la radio-interférométrie à longue base, puis à l'interférométrie optique et, enfin, à l'astrométrie spatiale, avec le satellite Hipparcos (fig. 5).
La lunette méridienne
L' instrument le plus utilisé pour observer le passage des étoiles est la lunette méridienne, ou cercle méridien. Il est formé d'une lunette d'environ 20 centimètres d'ouverture et de 2 à 4 mètres de distance focale, montée sur un axe fixe horizontal dirigé suivant une ligne est-ouest. Cet axe est formé d'un cube central creux sur lequel se fixent deux tubes coniques terminés par des tourillons cylindriques. Le cube central sert aussi de support pour le tube de la lunette.
Les tourillons sont posés sur des coussinets eux-mêmes portés par des piliers. Ceux-ci sont solidaires l'un de l'autre, et leurs fondations, indépendantes du bâtiment qui abrite la lunette, s'enfoncent profondément dans le sol. Ces précautions assurent une bonne stabilité à la lunette et une bonne reproductibilité dans la direction visée. Toutefois, l'axe optique n'est jamais parfaitement perpendiculaire à l'axe des tourillons, et celui-ci n'est pas exactement orienté est-ouest. Cela introduit respectivement des erreurs de collimation, d'azimut et d'inclinaison qui peuvent atteindre plusieurs secondes d'angle et qu'il faut déterminer à l'aide d'observations d'étoiles de positions connues.
Les meilleurs instruments méridiens actuels sont munis de capteurs à transfert de charges (C.C.D., pour charged coupled device) et sont automatiques. Un cercle gradué est solidaire des tourillons. Au foyer de l'instrument se trouve un chariot qui peut se déplacer avec la vitesse de défilement de l'étoile dans le champ. Il est muni d'un analyseur d'images qui se déplace avec le temps. Au cours de ce déplacement, l'image de l'étoile est partiellement ou totalement occultée selon une loi bien déterminée. Le capteur recueille la lumière transmise et l'analyse en fonction du temps. De cette analyse on déduit la correction en déclinaison par rapport au calage des cercles et la correction en ascension droite par rapport à l'origine du mouvement du chariot.
À titre d'exemple, dans l'instrument méridien de l'Observatoire de Bordeaux (fig. 6), l'analyseur d'images est un demi-cercle qui tourne, alors que dans celui du Carlsberg Meridian Telescope de l'Observatorio del Roque de los Muchachos à La Palma (îles Canaries) c'est une double fente inclinée à ± 450 qui a un mouvement de va-et-vient.[...]
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Écrit par
- Jean KOVALEVSKY : membre de l'Académie des sciences, astronome émérite à l'Observatoire de la Côte d'Azur
Classification
Médias
Repérage d'une étoile
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Autres références
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ABERRATION ASTRONOMIQUE
- Écrit par André BOISCHOT et Jean KOVALEVSKY
- 983 mots
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On désigne sous le nom d'aberration un déplacement apparent des astres dû au mouvement relatif de l'observateur et de ces astres, et dont l'origine se trouve dans la valeur finie de la vitesse de la lumière.
Ce mouvement provient de la rotation de la Terre sur elle-même (aberration...
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ALIDADE
- Écrit par Jacques MÉRAND
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Les Arabes désignaient ainsi le dioptre des Grecs. Cet instrument de visée, sans lentilles de verre, alors inconnues, est employé pour les mesures à distance (arpentage, astronomie). Inventé par Archimède (~ iiie s.), le dioptre se compose d'une règle, armée de deux pinnules, qui pivote...
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ARMILLE
- Écrit par Jacques MÉRAND
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Attestée d'abord en Grèce (~ iie s.) puis en Chine (~ ier s.) et en Inde (ive s.), l'armille la plus simple se compose de deux anneaux concentriques, assemblés dans le même plan (armille solsticiale de Proclus, par exemple) ou perpendiculaires l'un à l'autre. Dans ce dernier cas, l'instrument...
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ASTROLABE
- Écrit par Jacques MÉRAND
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Le « preneur d'étoiles » (astrolabos), en forme de disque, est la combinaison d'un instrument de mesure et d'un système de projection stéréographique. L'astrolabe-planisphère de Ptolémée (iie s.) présente une face graduée qui porte une alidade : suspendu verticalement,...
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