Avant de nous lancer dans les avantages et les inconvénients des types de télescopes disponibles pour les amateurs d’étoiles aujourd’hui, jetons un coup d’œil rapide à 5 chiffres clés qui décrivent le fonctionnement et les performances de chaque télescope, des télescopes de pacotille dans un grand magasin au vénérable télescope spatial Hubble. Une fois que vous aurez compris ces 5 chiffres, vous comprendrez les similitudes et les différences entre les télescopes, et vous saurez comment choisir le meilleur télescope pour vos propres intérêts et votre budget.
Ouverture – Seaux de lumière
Comme mentionné dans un article précédent, la spécification la plus importante de tout télescope est l’ouverture, le diamètre de la lentille principale ou du miroir du télescope. Plus l’ouverture est grande, plus l’image est lumineuse. L’ouverture influence également la plupart des autres spécifications clés d’un télescope, y compris les spécifications pratiques (mais non optiques) comme le coût et le poids. Un bon télescope de jardin pour les amateurs d’astronomie a une ouverture de 80 mm à 300 mm (3,15″ à 12″) ou plus. Certains grands télescopes professionnels d’un milliard de dollars ont des miroirs d’une ouverture de 10 mètres (400 pouces), soit environ la taille d’un petit étang à truites.
La capacité de collecte de la lumière d’un télescope est directement proportionnelle à la surface de la lentille ou du miroir, qui est à son tour liée au carré de l’ouverture. Ainsi, un télescope avec un miroir objectif de 200 mm d’ouverture collecte quatre fois plus de lumière qu’un télescope avec un miroir de 100 mm. Le coût et le poids d’un objectif ou d’un miroir augmentent également de manière proportionnelle, parfois plus rapidement que le carré de l’ouverture. C’est le principal compromis, et c’est l’une des raisons pour lesquelles tout le monde n’a pas un réflecteur dobsonien de 25″ assis dans son garage. Ils sont gros, lourds et chers.
Pour référence, l’ouverture d’un œil humain sain et adapté à l’obscurité est de 7 mm. Ainsi, même un modeste télescope avec une ouverture de 100 mm (environ 4 pouces) a (100/7)2 = 204 fois la capacité de collecte de la lumière de l’œil.
Longueur focale – Montrez-moi l’image
Une fois que la lumière tombe sur un miroir ou à travers une lentille, elle est dirigée par la courbure de l’optique pour venir se focaliser sur un plan à une certaine distance. La longueur sur laquelle cela se produit est appelée la distance focale de l’objectif. Au niveau du plan focal d’une lentille ou d’un miroir, vous pouvez réellement voir une image réelle d’un objet distant. Ainsi, si un télescope muni d’un objectif est dirigé vers un arbre distant, par exemple, ou vers la Lune, une image de l’arbre ou de la Lune serait visible sur un écran placé au plan focal de l’objectif.
La longueur focale de l’objectif ou du miroir d’un télescope influencera dans une certaine mesure la longueur totale d’un télescope. Ce télescope de 12″, qui utilise un grand miroir pour recueillir la lumière des étoiles, a une longueur focale d’environ 60″. La longueur totale de la lunette est donc assez longue et peut être peu maniable pour certains. Certains modèles de lunette modernes utilisent une disposition optique astucieuse pour comprimer une longue distance focale dans un petit tube optique. Ce télescope possède un miroir de 8″ (200 mm) avec une distance focale de 80″ (2000 mm), mais la lumière se replie dans un tube de moins de 20″ (500 mm) de long. Plus d’informations sur ce type de lunette dans un article ultérieur…
Agrandissement – De loin, de près
Pour obtenir une image adaptée à l’observation avec nos yeux, un télescope utilise une seconde lentille, ou un ensemble de lentilles, appelé oculaire au niveau du plan focal. L’oculaire agrandit l’image provenant de l’objectif. L’oculaire a également une distance focale. Le grossissement d’un télescope et d’un oculaire est très simple à calculer. Si la distance focale de l’objectif est « F » et la distance focale de l’oculaire est « f », alors le grossissement de la combinaison télescope/oculaire est F/f. Par exemple, si un télescope possède un objectif d’une longueur focale de 1200 mm (environ 48″) et un oculaire d’une longueur focale de 25 mm (environ 1″), il aura un grossissement de 1200/25=48x. Presque tous les télescopes permettent de changer d’oculaire pour obtenir différents grossissements. Si vous voulez obtenir un grossissement de 100x avec cet exemple, vous utilisez un oculaire de 12 mm de longueur focale.
Une autre règle de base… le grossissement maximal utile d’un télescope est d’environ 50x l’ouverture en pouces. Plus haut et l’image devient trop faible et floue pour être utile. Ainsi, un télescope de 4 pouces vous permet d’obtenir un grossissement d’environ 200 fois avant que l’image ne devienne trop floue et faible, un télescope de 6 pouces vous permet d’obtenir un grossissement de 300 fois, et ainsi de suite. Il ne s’agit pas d’une règle absolue. Parfois, lorsque l’atmosphère est instable, vous ne pouvez obtenir que 20x ou 30x par pouce d’ouverture. Avec des optiques de qualité et une vision stable, vous pouvez atteindre 70x ou même 100x par pouce d’ouverture, donc par exemple jusqu’à 400x avec une lunette de 4 pouces. Mais c’est rare.
Ratio focal – Plus rapide, plus lumineux, plus petit
La troisième spécification clé d’un télescope est le rapport focal, qui est la longueur focale divisée par le diamètre de l’objectif. Un rapport focal long implique un grossissement plus élevé et un champ de vision plus étroit avec un oculaire donné, ce qui est excellent pour l’observation de la lune et des planètes et des étoiles doubles. Pour de tels objets, un rapport focal de f/10 ou plus est idéal. Mais si vous voulez avoir une vue large des amas d’étoiles, des galaxies et de la Voie lactée, un rapport focal inférieur est préférable. Vous obtenez un grossissement moindre, mais vous voyez une plus grande partie du ciel. Les télescopes à grand champ ont un rapport focal de f/7 ou moins.
Le rapport focal influence également la luminosité des objets étendus comme une nébuleuse ou une galaxie. Par exemple, un télescope avec un rapport focal de f/5 montrera une image d’une luminosité quatre fois supérieure à celle d’un télescope avec un rapport focal de f/10, toutes choses égales par ailleurs. Mais l’image à f/5 sera deux fois moins grande. Cependant, la luminosité des étoiles, qui sont des sources ponctuelles de lumière, n’est influencée que par l’ouverture du télescope.
Pouvoir de résolution – Trier une étoile d’une autre
Enfin, le dernier chiffre important de tout télescope : la résolution. La résolution d’un télescope est une mesure de sa capacité à distinguer les petits détails d’un objet ou à distinguer deux objets très proches l’un de l’autre. La résolution est importante lorsque vous essayez de séparer deux étoiles très proches l’une de l’autre, par exemple, ou des détails fins sur la Lune ou une planète. Le pouvoir de résolution d’un télescope avec un objectif d’ouverture D (en millimètres) est
Pouvoir de résolution = 116/D (en secondes d’arc)
La résolution est directement proportionnelle à l’ouverture d’un télescope. Une lunette de 200 mm peut résoudre des détails aussi proches que 0,58 seconde d’arc, soit deux fois mieux qu’une lunette de 100 mm, toutes choses égales par ailleurs. (Une seconde d’arc correspond à 1/3600 de degré). Mais le mouvement et les instabilités de l’atmosphère terrestre limitent souvent la résolution pratique de tout télescope à 1″ ou plus.