Astronomie

Comment un miroir peut-il voir des choses que l'œil nu ne peut pas voir ?

Comment un miroir peut-il voir des choses que l'œil nu ne peut pas voir ?

Comment un miroir capte-t-il la lumière à de très grandes distances ? Et, si cette lumière peut atteindre un miroir, pourquoi ne pouvons-nous pas voir cette lumière ?


Votre œil a deux parties fonctionnelles : un cristallin (environ ¼cm²) et une surface sensible à la lumière (la rétine) recouverte de bâtonnets qui détectent la lumière. Il faut environ 10 photons arrivant à peu près au même moment (0,1 seconde) pour qu'une tige réagisse à la lumière et envoie un signal au cerveau.

Cela signifie qu'à moins qu'environ 400 photons arrivent d'une étoile sur chaque centimètre carré, il n'y a pas assez de lumière pour voir l'étoile, même dans des conditions idéales. En pratique, beaucoup plus de photons sont nécessaires pour que votre cerveau puisse interpréter le signal de votre œil comme un point lumineux.

En revanche, le miroir d'un télescope est beaucoup plus grand. Un petit télescope amateur pourrait avoir un miroir qui a une surface 1000 fois plus grande que la lentille de votre œil. Cela signifie qu'une étoile peut être 1000 fois plus sombre, mais être toujours visible lorsque vous la regardez dans le télescope. Les grands télescopes professionnels ont des miroirs des millions de fois plus grands que la surface d'un œil.

De plus, un télescope peut être équipé d'une caméra et d'un film (ou de capteurs numériques) qui sont à la fois plus sensibles à la lumière que votre rétine et peuvent intégrer la lumière arrivant sur une longue période de temps. Si vous faites une longue exposition, de plusieurs minutes, voire des heures, alors même les objets plus sombres deviendront visibles. Cela peut à nouveau augmenter la sensibilité d'un facteur de plusieurs milliers.

La combinaison de la grande zone de collecte de lumière du miroir, avec la sensibilité et les longues expositions permettent de "voir" des choses à l'aide du miroir d'un télescope qui ne peuvent pas être vues à l'œil nu.


Ce que j'ai appris en écrivant ‘Night Sky avec l'œil nu’

L'auteur profite d'un joli spectacle d'aurores boréales le 23 octobre 2016 sous un ciel étoilé. Son nouveau livre, "Night Sky with the Naked Eye", explore toutes les choses étonnantes que vous pouvez voir dans le ciel sans équipement spécial, y compris les satellites, les planètes, les pluies de météores et bien sûr, les aurores.

Mon livre Ciel nocturne avec l'œil nu publie aujourd'hui. Il n'aurait jamais vu le jour et encore moins jamais été conçu sans Fraser Cain, éditeur de Universe Today, et Nancy Atkinson, éditrice et écrivaine pour le même. Il y a plusieurs années, Nancy m'a invité à écrire pour UT. J'ai sauté sur l'occasion. Avant son contact, j'écrivais un blog quotidien sur l'astronomie appelé Astro Bob (et le font toujours).

Avance rapide jusqu'à l'été dernier lorsque j'ai reçu un e-mail de Nancy disant que Page Street Publishing l'avait contactée pour écrire un livre sur les missions spatiales. L'éditeur voulait également un livre sur l'observation du ciel nocturne sans équipement sophistiqué pour lequel elle m'a recommandé. Moi? Je me sentais comme le gars le plus chanceux de la planète !

L'écriture d'un livre se déroule en plusieurs étapes. Premièrement, la table des matières devait être préparée et approuvée. Puis a suivi un exemple de chapitre. L'éditeur a choisi celui sur les satellites artificiels, que j'ai écrit en une semaine environ. Le ton était juste, mais il a demandé des changements dans l'organisation, ce que j'ai fait consciencieusement. En novembre, un contrat a suivi et le projet était en cours avec une première ébauche due à mon éditeur dans environ 10 semaines.

Écrire est un travail difficile. Mais c'est un endroit spécial où tous les écrivains reviennent encore et encore. Nous ne pouvons pas nous empêcher de continuer à essayer de trouver les mots justes pour capturer un concept ou une émotion. Et quand nous le faisons, un plaisir tranquille coule le long de la colonne vertébrale comme une chaleur se glissant dans des doigts froids écartés devant un feu. Non pas que ces moments viennent toujours facilement. L'écrivain Colson Whitehead décrit l'expérience de l'écriture comme « ramper à travers le verre. » Je deviendrais bientôt bien familiarisé avec ce sentiment aussi.

Nancy a écrit son livre Des histoires incroyables de l'espace : un regard en coulisse sur les missions qui changent notre vision du cosmos à peu près en même temps. Nous étions reconnaissants pour le soutien de chacun, et c'était un plaisir de suivre ses progrès et de partager des idées. Avec un délai serré devant moi, je me suis mis au travail immédiatement, prenant plus de deux semaines de vacances de mon travail habituel pour m'assurer que le brouillon était fait à temps. Je n'allais en aucun cas compromettre l'opportunité d'une vie.

Peut-être avez-vous pensé à écrire un livre, à créer un blog ou à espérer un jour écrire pour Universe Today ou un autre site d'astronomie en ligne. Il y a beaucoup de bons conseils pour les écrivains. Je vais partager ce qui a fonctionné pour moi.

#1: Mettez vos fesses dans la chaise et gardez-les dans la chaise. Ma femme me l'a souvent rappelé, ajoutant que le livre n'allait pas s'écrire tout seul. Les tentations sont partout. Répondre au téléphone, préparer une autre tasse de thé, regarder par la fenêtre et mon préféré, pelleter l'allée. J'avais l'allée la plus propre du quartier. Même un pouce de neige fraîche était suffisant pour saisir la pelle et gratter joyeusement jusqu'au gravier. Alors oui, je me suis parfois levé de la chaise, mais plusieurs fois cela m'a fait du bien, libérant le cerveau pour voir plus clairement un sujet. Ou imaginez une photo ou une illustration appropriée.

La créativité vient à de petits moments étranges. Il peut couler en tapotant devant un écran lumineux ou se faufiler dans la conscience lorsque vous vous penchez pour nourrir le chien. Donc, un mélange d'activités semblait le meilleur, mais avec un accent particulier sur le fait de rester sur place. J'ai rarement fait de la randonnée l'hiver dernier et j'ai gardé mes promenades dans le quartier brèves. Au lieu d'observer la nuit, j'ai écrit ou rassemblé des photos. En janvier, j'ai plaisanté avec mes amis en disant que je m'étais volontairement mis en résidence surveillée.

#2 : Déverse tes tripes, s'occupe des détails plus tard. Il est incroyablement tentant lorsque l'on écrit d'éditer en permanence son travail, en revenant sur chaque phrase pour la rendre "parfaite". C'est un tueur de muses. Bien qu'il soit difficile de s'y tenir, une fois que vous laissez vos pensées couler sur le papier sans vous soucier de l'orthographe, des clauses et de toutes les règles pesantes, vous deviendrez un cheval sauvage courant librement dans la prairie. Laissez-le sortir, laissez-le sortir et souciez-vous des virgules plus tard. Je ne joue pas d'un instrument de musique, mais l'écriture fluide - juste pour faire sortir les idées - doit ressembler à un riff sur une mélodie de jazz.

#3 : Lorsque vous êtes bloqué, passez à un autre sujet, promenez-vous, écoutez de la musique. Lutter pour décrire un concept important ou connecter vos pensées d'une manière qui coule sur la page peut vous rendre fou, voire vous faire pleurer. Bien sûr, vous pouvez continuer à battre l'idée comme un fou martèle sur un clou tordu, mais pourquoi pourquoi vous torturer ? Un peu de distraction peut être bon. Passez à une autre partie de l'histoire ou à un autre chapitre ou levez-vous et faites une courte promenade. La défocalisation permet aux idées avec lesquelles vous avez un bras de fer de venir d'elles-mêmes.

Pour garder une trace des idées, des sujets et des photos dont j'avais besoin pour le livre, j'ai gardé un cahier rempli jusqu'aux ouïes de listes. Les coches indiquent les tâches accomplies. Crédit : Bob King

À l'approche de la date limite du 1er février, le temps a pris une dimension physique sous la pression intense de tout faire. J'ai découpé le temps en petits blocs qui, une fois additionnés, m'amèneraient à la ligne d'arrivée du premier jet. Je l'ai fait juste à temps, j'ai expédié ma copie par e-mail, je suis monté dans la voiture pour aller au travail et monter la musique vraiment LOUD. Pendant quelques jours, j'étais au sommet du monde. Invincible.

Mon éditeur, Elizabeth, m'a contacté plus tard avec des commentaires positifs, puis a renvoyé le manuscrit avec des « modifications de développement » ou des questions sur les descriptions et l'organisation. Nous avons présenté le projet toujours affiné dans les deux sens au cours des prochains mois. À chaque fois, j'ai lu les dix chapitres et j'ai apporté à la fois des suggestions de modifications et d'autres améliorations. J'ai également ajouté des photos au cours de cette étape et j'ai travaillé par e-mail avec l'équipe de mise en page pour placer les meilleures images et graphiques aux meilleurs endroits du texte. J'ai pris plus d'images et demandé des photos à des astrophotographes talentueux, préparé les remerciements et demandé nos recommandations à des scientifiques et écrivains respectés.

Ce diagramme du livre utilise le visage humain pour illustrer comment les changements d'angles d'éclairage provoquent les phases de la lune. Crédit : Bob King

Les éditeurs de Page Street étaient assez généreux avec l'utilisation des photos, une joie pour moi parce que c'est ce que je fais dans la vie. J'ai été photographe et éditeur de photos au Duluth News Tribune à Duluth, Minnesota pendant de nombreuses années. Mes sujets préférés sont les gens, mais je glisse dans une aurore ou une éclipse de temps en temps. Et c'est l'ironie. Je ne me suis jamais vu comme un écrivain.

Comme beaucoup, j'ai commencé par tenir un journal de mes observations au télescope et de mes réflexions sur le ciel nocturne. Le blog Astro Bob est allé plus loin et écrire pour Universe Today et Sky & Telescope m'a permis de trouver ma voix. Alors j'ai peut-être une voix, et j'aime penser que je peux être un guide utile à vos côtés, mais écrivain ? Cela semble encore un terme trop élevé pour décrire ce que je fais. Mais nous y sommes.

Après plusieurs modifications dont la dernière, quand on m'a envoyé une épaisse pile de pages noir et blanc en basse résolution du livre à annoter et à renvoyer, je me suis reposé brièvement avant de commencer la phase finale : la publicité. C'est la partie étrange, où vous dites à tout le monde quel beau livre vous avez écrit et comment il ferait un excellent cadeau de Noël pour cet astronome en herbe de la famille. Lorsque j'ai tenu le premier exemplaire dans mes mains, je ne pouvais pas croire que toutes ces heures de travail à l'ordinateur soient devenues un objet physique, même magnifique.

Cette carte du livre montre l'emplacement de Saturne au moment de l'opposition jusqu'en 2021. Crédit : Bob King, Source : Stellarium

Bien sûr, je suis biaisé, mais je pense que les astronomes débutants et amateurs trouveront le livre utile. Il comprend de nombreuses suggestions d'activités (réparties dans des boîtes séparées) pour vous encourager à sortir sous les étoiles. Je mentionne régulièrement les applications Web et téléphoniques comme moyens de se familiariser avec les constellations, d'apprendre des comètes brillantes nouvellement découvertes et même de trouver un ciel sombre.

Outre les sujets faciles à l'œil nu comme comment trouver les constellations les plus brillantes ou voir les meilleures pluies de météores de l'année, le livre propose des défis visuels. Avez-vous déjà vu des cratères sur la Lune sans aide optique ou la lueur de minuit du gegenschein ? Vous découvrirez comment dans mon livre. En tant que photographe, j'ai inclus des conseils sur la façon de mettre au point un appareil photo numérique et de l'utiliser pour photographier l'aurore ou le passage d'une station spatiale.

Je serais prêt à parier que la plupart des livres ne sont pas aussi complets que leurs auteurs le souhaiteraient. J'ai dû couper des photos précieuses, des graphiques, 3 ans d'un calendrier du ciel et d'autres morceaux du mien. Aie! À ce jour, je pense toujours à des moyens de l'améliorer avec une nouvelle photo, un nouveau schéma ou un changement de formulation. Maintenant, c'est à votre tour d'être le juge.

La lumière zodiacale ponctuée par la planète Jupiter domine le nord du Wisconsin le long du lac Supérieur près de Duluth, Minnesota ce matin (8 novembre). Le livre décrit les lumières nocturnes telles que les phénomènes zodiacal, gegenschein, airglow en plus des phénomènes de halo et de couronne lunaire. Crédit : Bob King

Tout au long, Nancy et moi nous sommes enracinées l'une pour l'autre et avons partagé nos hauts et nos bas. Des histoires incroyables devait publier dans la semaine suivant Ciel de nuit, mais une erreur de corruption de type découverte dans plusieurs chapitres a mis le livre en attente. Sa nouvelle date de publication est le 20 décembre, et je vous encourage à pré-commander un exemplaire, afin qu'il arrive à temps pour Noël. Commandez également un exemplaire de mon livre, et je vous promets que nous vous tiendrons compagnie pendant les longues nuits d'hiver à venir.

Puis-je partager un dernier conseil ? Une fois que vous avez trouvé votre passion, dites « oui » à chaque opportunité qui la favorise. Vous serez étonné des endroits où un seul mot vous mènera.

*** Pour commander une copie de Ciel nocturne avec l'œil nu cliquez simplement sur une icône pour accéder au site de votre choix : Amazon, Barnes & Noble ou Indiebound. Il est actuellement disponible dans les deux premiers points de vente pour une très belle remise. Il devrait également être dans votre librairie B&N locale. Et n'oubliez pas de voter aujourd'hui !


Êtes-vous un débutant? Nous pouvons aider . continuer à lire!

Il y a tellement d'options parmi lesquelles choisir lorsque vous vous lancez dans l'astronomie amateur. Nous sommes là pour vous aider, que vous souhaitiez du matériel, une formation ou simplement un conseil amical. On n'a besoin d'aucun équipement pour commencer à profiter du ciel nocturne. Par une nuit claire, il peut être amusant et éducatif d'obtenir une orientation de base pour trouver l'étoile polaire (Polaris), identifier certaines constellations et différencier une planète d'une étoile sont de bons premiers pas ! À l'œil nu, vous pouvez voir Jupiter, Vénus, Mars, Saturne, la Voie lactée et même les satellites passer à toute vitesse ! Un télescope, et dans une certaine mesure des jumelles, peuvent révéler des caractéristiques célestes encore plus étonnantes. Arrêtez-vous au magasin et parlez-nous aujourd'hui. Nous pouvons vous aider à comprendre les nuances de l'observation des planètes par rapport aux "objets du ciel profond" (et vice-versa). Nous serions heureux d'expliquer clairement le grossissement, l'ouverture et d'autres vocabulaires astronomiques.


Demandez à Ethan : Pourquoi ne puis-je pas voir Mercure sans télescope ?

Les huit planètes de notre système solaire et de notre soleil, à l'échelle en taille mais pas en termes d'orbite. [+] distances. Mercure est la planète la plus difficile à voir à l'œil nu.

Utilisateur de Wikimedia Commons WP

Depuis l'Antiquité, les humains connaissent cinq planètes - ou "étoiles errantes" - dans le ciel : Mercure, Vénus, Mars, Jupiter et Saturne. Chacun d'eux semble se déplacer sur fond d'étoiles de nuit en nuit, plutôt que de rester dans la même position fixe comme le font les autres points lumineux. Mais alors que Vénus, Mars, Jupiter et Saturne sont tous facilement visibles à l'œil nu, la plupart d'entre nous n'ont même jamais vu Mercure. C'est totalement insatisfaisant pour Erik Arneson, qui veut y remédier :

J'étais assis sur la côte à regarder le soleil se coucher à travers le plus mince ruban de ciel clair à l'horizon. Je suis aux prises avec une question : comment peut-on voir Mercure à l'œil nu ? Je sais que c'est possible, mais comment puis-je l'observer suffisamment pour savoir que c'est une « étoile errante » ? C'est la seule planète classique que je n'ai jamais vue. Aider!

Mercure est de loin la planète la plus difficile à voir à l'œil nu, et il y a une très bonne raison à cela.

En regardant une planète intérieure, elle ne semblera jamais « errer » trop loin du Soleil. Parce que . [+] des différences orbitales importantes entre Mercure et la Terre, Mercure n'apparaît jamais à plus de 28 degrés du Soleil.

Utilisateur de Wikimedia Commons Wmheric

Mercure, contrairement aux autres planètes, n'apparaît jamais très loin de l'horizon dans le ciel nocturne. Du point de vue de la Terre, c'est parce que Mercure est la planète la plus proche de son orbite par rapport au Soleil. Cela en soi ne serait pas si grave, le problème est que nous sommes tellement plus loin que Mercure ne l'est ! Lorsque Mercure est à sa distance maximale (aphélie) du Soleil, il en est en fait à 70 millions de kilomètres, soit 47 % de la distance typique Terre-Soleil. Malheureusement, cela signifie que même dans sa configuration idéale, Mercure n'est qu'à 28° du Soleil vu de la Terre.

Les orbites, à l'échelle, des mondes intérieurs de notre système solaire. Mercure est assez difficile à voir. [+] de la Terre car elle n'est jamais bien séparée du Soleil.

Cette configuration idéale, d'ailleurs, ne se produit presque jamais. L'orbite de Mercure autour du Soleil est assez elliptique, et lorsqu'elle est à sa distance la plus proche (périhélie) du Soleil, elle n'est qu'à 18° du Soleil dans sa configuration idéale. La plupart du temps, bien sûr, Mercure n'est pas dans sa configuration idéale, connue sous le nom d'allongement maximal. La plupart du temps, il est plus proche du Soleil que cela, et cela pose un problème aux astronomes professionnels et amateurs du monde entier.

Dans le ciel avant l'aube de la Nouvelle-Galles du Sud, en Australie, Mike Salway a pu photographier le 2009 . [+] alignement de la Lune, Mercure (en haut), Jupiter et Mars. La compétition avec le Soleil pour voir Mercure est généralement inévitable.

La raison est la plus simple de toutes : l'observation astronomique de la plupart des objets est pratiquement impossible pendant la journée. Pour voir l'écrasante majorité des objets astronomiques, vous n'avez pas seulement besoin que le soleil se couche, vous avez besoin que le ciel se foncé. Le ciel atteint l'obscurité totale lorsque le Soleil descend à environ 18 ° sous l'horizon, mais vous pouvez voir Mercure lorsque le Soleil n'est qu'à environ 6 ° sous l'horizon dans des conditions idéales. C'est parce que Mercure, pendant son allongement maximal, est en fait assez brillant : à peu près aussi brillant que Canopus, la deuxième étoile la plus brillante de tout le ciel. Lorsque les étoiles commencent à sortir, Mercure fait de même.

Cela ne se produit qu'une fois tous les 11 ans, mais parfois, les cinq planètes à l'œil nu sont visibles à . [+] une fois. Mercure est toujours le plus difficile à repérer.

Mais cette combinaison de Mercure étant proche du Soleil et du Soleil devant descendre de quelques degrés sous l'horizon est un gros problème pour de nombreux observateurs potentiels de Mercure à travers le monde. Le problème, voyez-vous, c'est que Mercure, le Soleil et la Terre orbitent tous à peu près dans le même plan : l'écliptique. Et le Soleil ne se lève pas simplement à l'est, voyage droit au-dessus du zénith, puis se couche à l'ouest. Au contraire, il se déplace sur un chemin incurvé, et ce chemin incurvé devient plus sévère à mesure que votre latitude augmente.

La trajectoire apparente du Soleil dans le ciel au solstice est très différente à 20 degrés de latitude. [+] (gauche) contre 70 degrés de latitude (droite).

Utilisateur de Wikimedia Commons Tau'olunga

Pour ceux d'entre vous au-dessus du 45e parallèle (dans les deux hémisphères), c'est un problème suffisamment important pour que vous soyez pratiquement destiné à ne jamais voir Mercure, même si vous avez une vue dégagée sur l'horizon et un ciel clair le soir/le matin. Si vous étiez plus près de l'équateur, voir Mercure serait un jeu d'enfant. En fait, ceux d'entre vous qui vivent près de l'équateur - idéalement, à environ 10-15° au sud de celui-ci - auront une merveilleuse chance de faire exactement ce que demande Erik au cours de la dernière semaine de juillet et de la première semaine de août cette année.

Les hautes latitudes voient le Soleil traverser le ciel, y compris le lever et le coucher, à un . [+] angle important, tandis que près de l'équateur, le Soleil se lève et se couche presque droit de haut en bas.

Mercure atteint un allongement maximal de 27,2° le 30 juillet, où il sera visible dans le ciel du soir. De 10 à 15° de latitude sud, le Soleil semblera se coucher presque parfaitement à la verticale, ce qui signifie que lorsque le Soleil atteint 18° sous l'horizon et que nous avons une véritable obscurité, Mercure sera toujours à 9° au-dessus de l'horizon. Si vous le regardez du 20 juillet au 9 août environ, vous verrez Mercure errer, ce qui prouve qu'il s'agit bien d'une planète.

La meilleure façon de voir Mercure est à partir d'un grand télescope, car des dizaines d'images empilées (à gauche, 1998, et . [+] au centre, 2007) dans l'infrarouge peuvent reconstruire, ou se rendre à Mercure et l'imager directement (à droite) , comme la mission Messenger l'a fait en 2009.

R. Dantowitz / S. Teare / M. Kozubal

Alors, comment pouvez-vous le voir si vous habitez plus près des pôles que de l'équateur ? Eh bien, ceux d'entre vous qui seront sur la côte ouest des États-Unis le 21 août auront l'occasion d'aller voir une éclipse solaire totale juste au 45e parallèle ! Le ciel s'assombrit pendant la journée un peu après 10 heures du matin selon l'endroit où vous vous trouvez, et l'étoile brillante Regulus sera très proche du Soleil à ce moment-là, et visible pendant la journée pendant la totalité. Juste en dessous, plus près de l'horizon, se trouvera Mercure, tandis qu'au-dessus, plus loin de l'horizon, se trouvera Mars. C'est le moment idéal pour tous les voir.

Une image simulée du ciel tel qu'il pourrait apparaître lors de la prochaine éclipse solaire totale pendant . [+] 21 août. L'image reflète la façon dont le ciel pourrait apparaître près de Salem, OR, au moment de la totalité.

La raison pour laquelle Mercure est si insaisissable pour tant d'entre nous est principalement à cause de notre latitude sur ce monde. Comment pouvez-vous voir quelque chose lorsque la façon dont le Soleil orbite autour de la Terre empêche le ciel de s'obscurcir jusqu'à ce que la planète que vous recherchez soit sous l'horizon ? Il y aura des moments où vous pourrez le voir mieux que d'autres, mais votre meilleur pari est de vous rapprocher de l'équateur et de regarder vers l'ouest après le coucher du soleil lorsque Mercure est au maximum de l'allongement oriental, ou vers l'est avant le lever du soleil lorsque Mercure à l'allongement occidental maximum. Vous devez planifier à l'avance, surtout lorsque le Soleil est sur le chemin, et cela ne se limite pas à voir Mercure depuis la Terre.

Le télescope spatial Hubble, photographié lors de la dernière et dernière mission d'entretien.

Le télescope spatial Hubble est l'observatoire le plus puissant jamais lancé dans l'espace. Depuis une orbite terrestre basse, cela nous a donné nos meilleures vues de tous les mondes de notre système solaire, à moins de parcourir les grandes distances astronomiques. Mais il y a un monde que Hubble n'a jamais vu : Mercure. La raison? Sa proximité avec le Soleil comporte un risque : si vous laissez accidentellement la lumière directe du soleil pénétrer dans le miroir de votre télescope, vous ferez griller les systèmes optiques. Même avec plus de 20° pour jouer, les administrateurs qui attribuent l'heure du télescope n'ont jamais approuvé une mission Hubble pour voir Mercure. voire Vénus, en raison de ce risque.

Alors pensez-y de cette façon : juste en voyageant près de l'équateur au bon moment dans l'orbite de Mercure, vous pouvez non seulement voir la planète la plus interne de notre système solaire et la regarder errer, vous pouvez faire ce que même le plus grand télescope de l'humanité ne fera pas. .

Le 1er janvier 2018, Mercure atteint son allongement occidental maximal. Ce sera la meilleure occasion de . [+] regardez-le depuis les hautes latitudes nord pendant un certain temps.

Et si vous êtes absolument déterminé à essayer de voir Mercure depuis une latitude nord élevée sans bouger, voici votre meilleure tentative : entre 7 h 00 et 7 h 15 le 1er janvier 2018, juste avant le lever du soleil. Regardez vers l'est, là où Mars et Jupiter seront proches l'un de l'autre, et suivez la ligne qu'ils tracent vers l'horizon, près du Soleil qui va bientôt se lever. Si vous avez un horizon oriental clair, vous pourriez voir un seul point de lumière jaillir entre Jupiter et l'horizon qui sera Mercure pour vous. Mais essayez de faire un voyage plus près de l'équateur si vous le pouvez, c'est la solution la plus simple de toutes !


Apparaît maintenant

Mes livres de quiz Combien de lunes la Terre a-t-elle ? et De quelle couleur est le soleil ? consistent à poser des questions scientifiques avec des réponses intéressantes ou intrigantes, j'ai donc été ravi lorsqu'un lecteur, Simon Bartlett, a demandé à quel point l'une de mes réponses était réaliste.

La question ici (de Combien de lunes) était « Quelle est la plus éloignée que vous puissiez voir à l'œil nu ? » La réponse traditionnelle à cela est de souligner que vous pouvez voir au moins 21 miles (33 kilomètres) à travers la Manche, et il est dit que vous pouvez voir une bougie par une nuit vraiment sombre à environ 10 miles (16 kilomètres) de distance. Cependant, je voulais contester cela en soulignant que vous pouvez voir la galaxie d'Andromède à l'œil nu (en supposant une nuit noire et une bonne vue), et cela se situe à environ 2,5 millions d'années-lumière. Donc, en gardant à l'esprit qu'il s'agit généralement du marqueur standard pour l'astronomie à l'œil nu à distance maximale, j'ai opté pour cela. Cependant, Simon a estimé que cela devrait être considéré un peu plus loin :

En réalité, aucune de ces questions que je suis censé avoir abordé n'est idéale. Le chiffre que je donne pour la galaxie d'Andromède est un bon maximum par défaut car c'est l'objet le plus éloigné que vous puissiez voir à l'œil nu sous des conditions normales - et qui, en effet, offre le plus loin que vous puissiez voir. Cependant, dans des circonstances extraordinaires - lorsqu'une supernova suffisamment grande est à son maximum, par exemple - vous pourriez voir encore plus loin. Même dans ce cas, cependant, il y aura une limite à la portée, car la puissance diminue avec le carré de la distance, vous auriez donc besoin d'une augmentation exponentielle de la luminosité pour qu'un objet soit toujours visible. La supernova la plus brillante connue à ce jour, ASASSN󈝻lh (maintenant peut-être pas une supernova du tout) est décrite comme ayant environ 20 fois la sortie de la Voie lactée - ce qui, pour nos besoins, servira de comparaison d'ordre de grandeur avec la luminosité de la Galaxie d'Andromède. Cela signifie que vous pourriez repousser la distance d'un facteur d'environ 4,5 et toujours voir un objet de cette luminosité à l'œil nu - nous parlons donc peut-être de 11 millions d'années-lumière. Il y a des choses plus brillantes que les supernovas, notamment les quasars, mais une grande partie de leur production ne nous atteint pas dans le spectre visible - et elles sont également extrêmement éloignées, elles ne seront donc pas vues à l'œil nu. Le quasar détecté le plus brillant, 3C273 est étonnamment brillant étant donné qu'il se trouve à environ 2 milliards d'années-lumière, mais aurait apparemment besoin d'un télescope de 8 pouces pour le voir - pas exactement à l'œil nu.

Donc, ma réponse n'était certainement pas fausse - elle a toujours du sens comme réponse à une "observation à l'œil nu la plus éloignée" - mais il y a plus à tirer de cette question.


Comment un miroir peut-il voir des choses que l'œil nu ne peut pas voir ? - Astronomie


Une table de données astronomiques à l'œil nu compilées par les Mayas (le " Codex de Dresde")

Peuples anciens connaissaient bien le ciel et faisaient de nombreuses observations à l'œil nu. Chaque groupe avait ses propres mythes sur les choses dans le ciel. Leurs "cosmologies" n'étaient pas tirées d'un raisonnement sur ce qu'ils voyaient, mais étaient des histoires sur un univers moral. Les nomades du Sahara et les peuples indigènes du sud-ouest américain utilisaient des pierres pour marquer des événements célestes importants comme le solstice d'été (le jour où le soleil cesse de monter plus haut à chaque midi). Lorsque les gens ont commencé à dépendre de l'agriculture, ils avaient besoin de connaître le cours exact des saisons pour les aider à décider quand planter et récolter. Les Égyptiens de l'Antiquité, les Celtes, les Mayas et d'autres ont construit des structures de pierre colossales, précisément alignées sur les levers et les couchers saisonniers du Soleil, de la Lune, des planètes et de certaines étoiles brillantes.

Les premiers astronomes utilisaient de nombreux types d'instruments pour étudier le ciel. Tous étaient essentiellement des outils pour mesurer ou calculer les positions des objets dans le ciel. Avec eux, les astronomes ont cartographié les étoiles et dressé des tableaux pour prédire les futures positions du Soleil, de la Lune et des planètes. Cette connaissance était importante, car le ciel servait d'horloge, de calendrier et d'aide à la navigation pour aider les marins à trouver leur chemin. Il était utilisé par les prêtres pour fixer l'heure des observances religieuses et par les astrologues pour lancer des horoscopes.

Si les planètes étaient des dieux, n'ont-elles pas influencé, voire prédit, les affaires humaines ? Cette idée a donné naissance à l'astrologie. Dans l'espoir futile de transformer leurs fantasmes en une science fiable, les prêtres et les prophètes en herbe suivaient les mouvements dans les cieux avec la plus grande précision possible. Les espoirs d'une sorte de technologie pour contrôler l'avenir sont ainsi devenus une source d'inspiration principale pour les premiers observatoires et les premières cartes des étoiles (plus sur l'astrologie
ici ).


Des astronomes utilisant un astrolabe (au centre à droite), un quadrant (en bas) et d'autres instruments à l'observatoire d'Istanbul. Construit
en 1577, il fut bientôt démoli sous le soupçon d'enquêtes astrologiques impies.

Les anciens Grecs ont appris à fabriquer des instruments précis, couronnés par l'ingénieux astrolabe. Cet appareil portatif avait un bras mobile pour mesurer l'angle d'une étoile brillante au-dessus de l'horizon — l'"altitude" de l'étoile. En faisant pivoter une carte d'étoiles en métal pour correspondre aux courbes gravées, l'utilisateur pouvait déterminer l'heure et la direction, localiser les étoiles dans le ciel, déterminer quand le soleil se lèverait ou se coucherait, et faire d'autres calculs. Les astrolabes ont atteint leur configuration standard au quatrième siècle, ayant été développés pour la première fois au premier ou au deuxième siècle près de la ville égyptienne d'Alexandrie.

L'exemple montré ici est islamique et date du 11 e siècle. Les astrolabes étaient particulièrement importants pour les musulmans qui les utilisaient pour déterminer les heures appropriées pour la prière et la direction de la Mecque. Cet astrolabe comporte plusieurs plaques interchangeables, chacune gravée des coordonnées célestes pour une latitude différente. Les pointeurs sur la plaque supérieure indiquent les positions de vingt-deux étoiles brillantes. La plaque supérieure peut pivoter pour montrer où ces étoiles apparaîtront à différents moments ou dates, un peu comme un chercheur d'étoiles en papier ou en plastique moderne. L'instrument pourrait également être utilisé pour prédire quand le Soleil ou certaines étoiles brillantes se lèveraient ou se coucheraient à n'importe quelle date.


Représentation moderne de l'observatoire Al-Tusi construit à Maragha, en Perse, en 1258. Financé en partie par des fondations religieuses, il a attiré des scientifiques d'aussi loin que l'Espagne et la Chine.

Je slam les astronomes fait des observations minutieuses pour améliorer les positions planétaire et stellaire de Ptolémée. Les observatoires notables incluent ceux de Maragha, dans le nord-ouest de la Perse (Iran), construits en 1259 et dotés d'astronomes de renom venus d'aussi loin que la Chine et l'Espagne, et ceux de Samarkand en Asie centrale, construits vers 1420. Plus une telle structure est grande était, plus un observateur pouvait mesurer avec précision les positions des planètes et des étoiles. Les princes soutenaient de telles œuvres en partie parce que le mécénat des arts et des sciences reflétait leur gloire, et en partie pour une astrologie plus précise, qui n'était alors pas clairement séparée de la véritable science.

PLUS d'instruments à l'œil nu du Smithsonian


Ce quadrant médiéval allemand pouvait être utilisé pour la navigation ou comme cadran solaire.

Les premiers appareils pour "viser les étoiles" étaient des bâtons grossiers. Les marins les ont améliorés, arrivant à un quart de cercle ("quadrant") délimité en degrés, avec un bras de visée pour mesurer l'altitude d'une étoile. Finalement, le quadrant a été remplacé par le sextant (nommé d'après un sixième d'un cercle, il est en fait un douzième, doublé à l'aide d'un miroir). Un sextant était le compagnon inséparable de tout navigateur jusqu'à l'invention des systèmes de positionnement électroniques à la fin du 20e siècle. Les astronomes ont également utilisé des quadrants pour cartographier les positions des étoiles et des planètes.

L'instrument sur la photo est un rare exemple de lutherie européenne médiévale particulièrement ingénieuse (vers 1325 après JC). Le bras de visée tourne sur un motif réalisé en pliant la face circulaire d'un astrolabe en quatre. L'utilisateur peut non seulement observer les étoiles comme avec un quadrant, mais faire des calculs comme avec un simple astrolabe. Essentiellement, la face circulaire d'un astrolabe a été "repliée" deux fois pour créer un quart de cercle. Cet instrument pourrait servir d'outil de mesure et effectuer de nombreuses fonctions de calcul d'un astrolabe.


Réplique grandeur nature d'une sphère armillaire construite et utilisée par l'astronome danois Tycho Brahe à la fin du XVIe siècle.

Sphères cylindriques grandes et petites ont été utilisés pendant des siècles pour étudier le ciel et pour enseigner le système de coordonnées célestes, que les astronomes utilisaient pour localiser les objets dans le ciel. Ils étaient composés d'anneaux (armilles) qui représentait les grands cercles de la sphère céleste.

Montré ici est une réplique à grande échelle d'une sphère armillaire construite et utilisée par l'astronome danois Tycho Brahe à la fin des années 1500. Un observateur utiliserait ses anneaux mobiles et ses dispositifs de visée pour mesurer la position d'un objet céleste ou les différences entre les positions de deux objets.

Le plus grand à l'œil nu instrument, the more precisely it could measure angles. A mural ("wall") quadrant was a large 90-degree arc attached to a north-south wall, with a sighting tool to measure the altitudes of stars and planets.

The most famous mural quadrant in Europe was built by Tycho Brahe in the 16th century as part of a grand observatory supported by the King of Denmark. In this picture, an observer at far right slides a sighting device to line up with a star that he sees through a slot in the opposite wall. At the moment the star is seen due south, he announces its altitude angle. An assistant below him announces the time, and another assistant, sitting at left, writes down the numbers. Behind the quadrant is a painting of Tycho and his assistants at work elsewhere in the observatory.

With his mural quadrant and other naked-eye instruments, Tycho recorded the positions of hundreds of stars and followed the motions of planets over decades. His mass of data was invaluable for later astronomers. Tycho's measurements were the most accurate ever made until telescopes came on the scene.


How can a mirror see things that the naked eye can't? - Astronomie

There are four that I can think of:

  • 1. The Milky Way. This is our galaxy. We're in it, so we can see it in all directions. You can see the largest concentration of stars in a band stretching across the sky. It is quite diffuse, so you need to be somewhere really dark to see it well. The centre is in the constellation of Sagittarius.
  • 2-3. The Magellanic Clouds (Large and Small) are two small(ish) galaxies which are being accreted by the Milky Way. You can only see them from the southern hemisphere.
  • 4. The Andromeda Galaxy (or M31) can be seen as a fuzzy patch in the constellation of Andromeda (again only if it is very dark out).

Galaxies are diffuse patches of light, so they are hard to see unless the sky is very dark. You can't even see the Milky Way from most cities, and Andromeda is even harder. It is possible though.

Cette page a été mise à jour pour la dernière fois le 28 janvier 2019.

A propos de l'auteur

Karen Masters

Karen was a graduate student at Cornell from 2000-2005. She went on to work as a researcher in galaxy redshift surveys at Harvard University, and is now on the Faculty at the University of Portsmouth back in her home country of the UK. Her research lately has focused on using the morphology of galaxies to give clues to their formation and evolution. She is the Project Scientist for the Galaxy Zoo project.


Why Is It So Difficult to See Pluto?

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New Horizons Spacecraft. Nasa

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Besides the stars, there are seven objects that everyone can see with the naked eye: the Sun, Mercury, Venus, the Moon, Mars, Jupiter, Saturn. (Well, don't look at the Sun, but you know it's there.) You might notice that the seven days of the week are named after these same objects. It's obvious that Monday is for the moon and Saturday is for Saturn, at least---less obvious that Tuesday is for Mars (unless you use another language, then it's obvious).

OK, but what about the other planets? What about Neptune and Uranus? Uranus was discovered in 1781 and Neptune was discovered in 1846 (both were discovered much later than the discovery of the Sun). And what about Pluto? Of course you know that Pluto isn't classified as a planet---but it will always still be Pluto. Pluto was discovered in 1930 by Clyde Tombaugh.

We don't know much about Pluto. We know its orbital path and we have an estimate for its mass. But what about surface features? À quoi cela ressemble-t-il? It turns out that it's just damn difficult to see Pluto. Even with the Hubble Space Telescope, this is about the best we can do.

So, why is it so difficult to see Pluto? Three reasons.

Here is a simple experiment you can try. Take a red apple (or any colored object will do). Now bring your red apple into a room with no windows and no lights (no lights at all). In this dark room, what color does the apple appear? If you answer "you can't see that apple," I will give you partial credit. The correct answer is that the apple appears to be black. Of course the rest of the room is also black so that you can't really tell what part is the black room and what part is the red apple.

This simple experiment shows that in order for you to see this apple, you need light. Light from a lamp would reflect off the apple and then enter your eye. This is how we see most things---but not all. Some other things create their own light so that they are their own light source (like the Sun). However, Pluto is like the apple. In order to see it, you need light to reflect off the surface of the planetoid and enter your eye.

Where does this light come from that reflects off Pluto? It comes from the Sun. But there is a small problem. The Sun shines light that is essentially uniform in all directions. This means that you can think of light as an expanding sphere centered on the Sun. The light from the Sun is then spread over the surface area of this sphere. Since the area of a sphere is proportional to the square of the radius of the sphere, doubling the distance from the Sun decreases the intensity of light by a factor of 4.

Pluto is very far from the Sun. In fact it is about 30 to 50 times farther from the Sun than the Earth. So, there is significantly less light from the Sun at the location of Pluto. But wait! It gets worse. When the sunlight hits the surface of Pluto some of it is absorbed and some is reflected. Of the light that is reflected, it also expands outward from the surface of Pluto much like the Sun. By the time the light has gone from the Sun to Pluto to Earth, the reflected light intensity is just super small (not a scientific term).

If you look up the brightness for Pluto, it will be listed as an apparent magnitude of 13.64 to 16.3. What is apparent magnitude? This is an archaic system of reporting the brightness of stars and planets that was created by Greek astronomers a long time ago. The magnitude system breaks visible stars into 6 groups with magnitude 1 being the brightest and 6 being the faintest. Modern adjustments to the original classification says that each level of magnitude decreases the apparent brightness by a factor of 2.512. This means that a magnitude 1 star appears 100 times brighter than a magnitude 6. Note that Pluto is at BEST at magnitude 13.64. You just can't see this planetoid with the naked eye.

Is there a way to fix this brightness problem? Oui. The best way to create an image of very faint objects is to gather more light from that object. This can be accomplished with a larger diameter optical instrument like a telescope with a large mirror as the primary optical piece. Bigger telescopes are better.

You can probably do a simple experiment. Hopefully you have a pair of binoculars that you can use. If so, take them outside at night. First, look at some section of the sky where you can see some stars. Now look through the binoculars at the same section. You should be able to see many more stars with the binoculars than you could with just your eyes. Pourquoi? Because the lens of the binoculars are much larger than your pupils. This gathers more light so you can see dimmer objects.

There is one more problem, light pollution. Humans tend to have artificial lights on during the night time. These artificial lights illuminate the ground the sky as well. Light scatters off the air and makes it difficult to see dimmer stars. There are three solutions to light pollution. 1) Turn off the lights. 2) Move to a higher elevation with less air (like on a mountain top). 3) Move to where there is no air---like in space (Hubble Space Telescope).

Maybe you can see Pluto with your super awesome and huge telescope. Also, you are out in the middle of no where so that there's no light pollution. What next? Well, you probably want to see some details about the planet. This is where magnification comes into play. If you have used a pair of binoculars you know that when you look through them, things look bigger.

Actually, I'm not going to say anything else about magnification. You probably already have a good feeling for this and it usually isn't the problem.

If you make a tiny hole in a sheet of metal, light can pass through this hole and make a spot on a nearby screen. With a single light as the source, it might look like the spot on the screen is a perfect circle, but it's not. Light doesn't pass through openings in a clean manner but instead it is more fuzzy. This fuzziness is due to the diffraction of light.

Imagine a similar (but easier to visualize) situation. You are sitting on the beach watching the waves come in. Next you move to another location that has a breaker wall a little bit off shore. If this wall has an opening, the waves can pass through. And here you can see diffraction. The waves don't pass straight through, they bend as the pass through the opening. It would look something like this.


RedRock Astronomy

My friend and I were in Moab for a few days and wanted to do a stargazing tour. Unfortunately, our visit aligned with the dreaded moon-out. The moon’s light was too strong to see many of the features of the night sky. Moab Astronomy Tours with Crystal was doing a moon viewing tour that explores the moon and it’s features which I almost booked. However… Luckily the last night we were in town Moab Red Rock Astronomy with Alex was able to get a tour setup before the moonrise. The tour was happening just as the moon-out cycle was coming to an end. We confirmed the tour through email and received instructions from Alex to print out and bring with us.

There isn’t good cell phone reception in Moab, so be sure to print out the instructions before going. Also, Alex collects payment at the tour in cash, so maybe stop at the ATM prior to the tour.

On the evening of our tour, the tour met at a parking area on the edge of town. Once everyone had assembled in the parking lot, Alex stepped out of his vehicle to briefly say hello and explain that we would be following him to an area outside of town to do the viewing. The drive was about 20 minutes on the highway towards Dead Horse Point. The entire route is paved.

The tour site has an outhouse and decent sized parking area. Depending on the time of year your tour is, bring a blanket, warm clothes, snacks, water, etc. We did our tour in late March. Although we dressed warm and brought a blanket, it did get chilly and I found myself wishing I had worn a step-up in the warmth of the gear that I had on. Still, we had fortunately brought a blanket which helped. After getting to the site, you walk a very short distance (about 30 feet) to where Alex sets up the telescope. You are able to bring your backpacks with you to the telescope. There was no need for a flashlight as you are only walking a few feet outside the parking area. Alex provided folding chairs to sit in around the telescope so there is no need to bring those with you.

Alex himself is a bit of a character, but friendly and great with kids. He was always willing to answer questions or find something in the night sky that you specifically wanted to observe.

Our tour group was fairly small. There were two families with kids, myself, and my friend. Smaller groups would be ideal for this tour as it takes a bit of time to view the objects through the telescope. After things are setup, Alex gives a brief introduction. We explored the night sky with the use of the naked eye locating some of the features we could find. These included the big dipper, north star, passing satellites, and space junk streaking across the night sky. We got lucky and found the International Space Station which could be briefly seen. It was truly amazing to look up and see the stars with very little city light pollution. The countless stars seemed to shine so brightly! The brightest I had ever seen them.

Eventually, Alex locates several objects inside the telescope and the group took turns viewing these while Alex explained some details. Things we were able to observe included other galaxies and a nebula. Unfortunately, other planets were not in the correct position for us to view them. Still, we made some interesting observations and learned a few things along the way. Our tour lasted about 75-90 minutes once we got to the parking area. Depending on the time of year you do the tour, you might be getting back to Moab after the restaurants and grocery stores are closed. So pick up dinner before you head on the tour.

I think the tour might be a bit unexciting for younger children. However, pre-teens and older would all probably find the tour interesting. If nothing else, it was just great seeing the night sky with the stars shining so strongly.

If the tour sounds like it might not work for you, it’s completely fine to just head out to the desert and spend some time away from town observing the night sky. Stargazing can be fun even without a telescope. You’ll be surprised at what you can see after your eyes acclimate to the night.


How can a mirror see things that the naked eye can't? - Astronomie

Until recently, most of the advances in the non-magical area of astronomy were made by Muggles, and we witches and wizards learned about their findings second-hand. This lesson will be primarily devoted to the non-magical tools that have aided in these great discoveries, many of which are also used, or have been adapted to be used, by magical folk as well.

Telescopes

A telescope is an optical instrument that magnifies a distant object and makes it appear brighter. They are astronomy&rsquos most important tool and were used to discover Uranus, Neptune, and Pluto. With their aid, Muggle astronomers have discovered, and continue to discover, new asteroids, comets, stars and galaxies (collections of stars), moons, and even planets orbiting other stars. By examining the colour of light from distant galaxies with the 100-inch-wide Hooker telescope, then the biggest one in existence, an American astronomer Edwin Hubble was able to conclude that the universe is expanding, initiating the branch of astronomy called cosmology, which studies the origin and evolution of the universe. More information about Hubble can be found ici . As you can see, the telescope is truly an invaluable tool.

The earliest telescopes had two lenses at opposite ends of a tube. At the far end of the tube is the light-gathering lens, called the objective lens. This lens is convex &ndash that is, thicker in the middle than at the edges &ndash like a magnifying glass and is called a positive lens. Distant objects seen through a magnifying glass on its own appear blurry. To make them appear sharp, you need another lens at the near end of the tube, called the eyepiece. In the earliest telescopes, the eyepiece was concave &ndash that is, thinner in the middle than at the edges &ndash and was called a negative lens. This was the design of the first Muggle telescope, invented by Hans Lippershey, a Dutch eyeglass maker, in 1608. It made distant objects look three times as big as with the naked eye. If you want to build a telescope of this kind, instructions can be found ici .


Diagram of a telescope.
La source: ici

Two years later, Galileo Galilei, a famous astronomer, improved on that design. He found that by making the objective lens less curved, he could improve the magnifying power from three to 20, making it a more useful astronomical tool. He used it to discover the four largest moons of Jupiter, which are therefore called the Galilean moons. He also discovered that Venus has phases like the Moon, confirming Copernicus&rsquos belief that the Earth revolves around the sun rather than the other way around (more on this later in the course). As a result, any telescope whose eyepiece is a negative lens is now called a Galilean telescope.

Galileo&rsquos telescope.
La source: ici

One problem with the Galilean telescope is that it has a very narrow field of view, so you can only see a very small part of the sky with it. Johannes Kepler (more on him later in this lesson) found that if the eyepiece is also a positive lens, you can see much more of the sky. Everything you look at appears upside down, but astronomers don&rsquot care much about that because they can easily adjust to it therefore, this type of telescope is called an astronomical telescope. People who want to look at things on Earth, like navigators on ships, don&rsquot want either of those disadvantages, so they use what is called a terrestrial telescope. In that sort of telescope, the eyepiece has two positive lenses the one nearest your eye turns what you see right side up again.

Since their invention, all three types of telescopes have been altered and improved in order to enable the user to adjust the focus. In the newer models there are two tubes instead of one, a wider tube containing the objective lens, and a narrower tube, which can be slid in or out, containing the eyepiece. In the terrestrial telescope, the magnifying power can be adjusted too - the farther apart the two lenses of the eyepiece are, the greater the magnifying power. With the astronomical type, you have to change the eyepiece in order to change the power, but astronomers are prepared to do that rather than have an extra lens, which absorbs a bit of the precious light they need for their observations.

Telescopes that use only lenses are called refracting telescopes, as lenses refract light (more on that in later years). However, refracting telescopes of any design have a problem: the objects seen at the edge of the field of view appear to have colour fringes because of the way light bends differently along the edges of the glass. Modern refracting telescopes use several lenses in the eyepiece to solve that problem, but in 1688, Isaac Newton solved it by using mirrors instead of lenses &ndash he invented the reflecting telescope, so called because mirrors reflect light &ndash so telescopes that use his design are called Newtonian telescopes. Many improvements have since been made on Newton&rsquos design, and these days professional astronomers use reflecting telescopes almost exclusively.

The amount by which a telescope magnifies distant objects is called the telescope&rsquos power. Basically, the weaker the objective lens or mirror is and the stronger the eyepiece is, the more powerful the telescope will be. Aside from magnifying things, astronomers want to see things that are too dim to be seen with the naked eye, and the bigger the objective lens or mirror is, the more light it will gather. Suppose you double the diameter (the width) of the objective lens or mirror. Will it gather twice as much light? Nope! The amount of light it gathers depends on its area , not its diameter. You&rsquore making the lens twice as wide and twice as long, so you make the area two times two (four) times as big, so it will gather four times as much light. If you triple the diameter, you make the area, and therefore its light gathering power, three times three (nine) times as big. How much more light will it gather if you make the diameter four times as big?

At this point you&rsquoll have to indulge me for introducing a bit of mathematics, which will be needed in later lessons even in Year One. If you take any number and multiply it by itself, you get the carré of that number. The square of 1 is 1, the square of 2 is 4, the square of 3 is 9, and so on. The square of a number is represented by a superscript 2. For example, 2 2 = 4.

Another advantage of making the objective lens or mirror bigger is that it improves the resolution of the telescope &ndash that is, how close together two points of light can appear to be and still be seen as two distinct points instead of one. The reason for this will be discussed in Year Six. Of course, by close together I don&rsquot mean the distance between them in miles or kilometers. If one of the two points of light is between you and the other one, they can be trillions of miles apart and still appear to be close together, whereas if you are between them, they could be close to you and still appear far apart. The observed closeness of two points of light is measured as an angle, not a straight-line distance.

The ancient Greeks divided the circle into 360 degrees. If one star is on the eastern horizon and another one is on the western horizon, they are half a circle &ndash 180 degrees &ndash apart. You would have to turn your head halfway around to look from one to the other. If they are 1/180 th of that distance apart, then they are one degree apart, and you would only have to move your eyes a little bit to move from the first to the second. Now, someone with average vision can, at best, distinguish two points of light about 1/20th of a degree apart with the naked eye. However, astronomers have a need to see objects that appear much closer together than that. Rather than writing many tiny fractions of a degree to describe the observed closeness between two stars, they use even smaller units known as arcminutes and arcseconds. A degree is divided into 60 arcminutes and an arcminute is divided into 60 arcseconds.

If you double the diameter of the objective lens or mirror, you double the resolution &ndash that is, you can resolve two stars that appear twice as close together. If the diameter of a lens or a mirror is about 12 centimeters, the resolution is about one arcsecond. Telescopes are getting bigger and bigger the biggest one so far is the Keck telescope, 10 meters in diameter. Can it resolve two stars that are 0.012 arcseconds apart? Not without a very expensive trick. The problem is that movement of the air makes the stars appear to move around (and twinkle too), making it hard to achieve a resolution much better than one arcsecond no matter how big the telescope is. Large modern telescopes solve this problem by using what is called adaptive optics, in which the mirror deforms hundreds of times per second to compensate for the apparent movement of the stars. But there is another solution to this problem: putting your telescope above the atmosphere by launching it into orbit around the Earth, which brings us to our next tool used by Muggle astronomers.

Satellites

A satellite of a planet is an object that is in orbit around the planet. Moons are natural satellites, whereas an artificial satellite is a man-made object launched into orbit by means of a rocket. Artificial satellites have many purposes. Muggles have what is called a GPS (Global Positioning System) that uses satellites to locate the position of a receiver, like the ones in Muggles&rsquo cars. Satellites are also used for communication, like telephone, television, and internet transmission, to look at and photograph the Earth, to examine clouds, temperature, and rainfall to make more accurate weather forecasts, and, of course, to put telescopes above the atmosphere, which is one contribution that they make to astronomy. The Hubble telescope, named after Edwin Hubble, is one such telescope orbiting Earth. It is about 2.5 meters wide, so it should be able to resolve two stars that are 0.05 arcseconds apart. But when it was launched in 1990, its resolution was more than one arcsecond! A flaw in the primary mirror was found to be responsible for the blurred images. A team of astronauts was sent up in 1993 to correct the problem, after which the resolution improved to the expected 0.05 arcseconds. Since then it has sent sharp and beautiful pictures back to Earth and made many important discoveries, including finding distant galaxies and black holes, improving the accuracy of the rate at which the universe is expanding, showing that the rate of expansion is accelerating, and estimating more precisely the age of the universe. If you would like to see some of these pictures and learn more about what astronomers have learned from the Hubble telescope, there is further reading here , which in turn provides further sources for more in-depth reading.

Satellites have other uses besides carrying telescopes: they house other tools like cameras, radars, and remote sensors, tools to collect and analyze space particles, and more that give us other important information. Some of them also carry people, which serves to arouse public interest in space travel and increase the prestige of the country that launches them. The space race between the United States and the Soviet Union during the Cold War between those two nations is a prime example.

Sputnik.
La source: ici

The first satellite, called Sputnik - a Russian word meaning &ldquofellow traveler&rdquo - was launched in 1957 by the Soviet Union. By the time the United States had successfully launched its first satellite four months later &ndash Explorer 1 &ndash after some embarrassing failures, the Soviet Union had already launched their second satellite, which carried a dog named Laika. Shortly thereafter, they launched their third satellite, which carried the first man into outer space &ndash Yuri Gagarin, grandfather of Professor Gagarina, a former professor of this course. This was a wake up call for the United States, because satellites can also be used to spy. The Americans responded in 1958 by creating the National Aeronautics and Space Administration (NASA) to catch up with the Soviet Union in the space race, and they also greatly increased funding for universities to create a pool of future rocket scientists. If you would like to learn more about NASA, there is further reading ici . The United States finally won the space race in 1969 when they landed two men, Neil Armstrong and Buzz Aldrin, on the Moon and brought them safely back to Earth. Further information can be found ici . While they were on the Moon, the command module, piloted by Michael Collins, orbited the Moon, so it too was an artificial satellite. After six more voyages to the Moon, one of which failed to land there (Apollo 13), the country lost interest, and since then astronauts and cosmonauts (Russian astronauts) have only been sent into low Earth orbit.

But the Soviet Union was still ahead in one area &ndash launching a woman into space. In 1963 Valentina Tereshkova, a textile worker who later became an engineer, spent almost three days in space. Several female American pilots, believed to be better trained than Tereshkova, were not sent into space because of prejudice in the United States where it was thought that women were unfit for space travel. Twenty years were to pass before the Americans first launched a woman into space &ndash Sally Ride. Since then, NASA no longer takes gender into consideration in evaluating candidates for space travel.


Valentina Tereshkova.
La source: ici

Spacecraft have orbited other celestial bodies besides Earth and our moon in fact they have orbited tout the planets, some of their moons (like Saturn&rsquos biggest moon Titan), and some asteroids and comets, and have given astronomers much information about them.

Space Agencies in Other Countries

The United States and Russia are not the only countries that have space programs. Several European countries contribute to the European Space Agency, and there are space agencies in numerous other countries including Canada, India, Japan, and China. Sometimes they go it alone - for example, the China National Space Administration first landed a rocket on the far side of the Moon on January 3, 2019 - and sometimes they cooperate with each other in their space programs. For example, the Americans, Russians, Europeans, Canadians, and Japanese cooperated to build the International Space Station, which is also a satellite, and which often houses people from more than one country at the same time. Some wizards have actually worked under cover with those other space agencies, but not in NASA, because in 1790 MACUSA, the American equivalent of the British Ministry of Magic, passed Rappaport&rsquos Law, an edict enforcing total segregation between magical people and No-Majs (the American name for Muggles). As a Canadian, I can&rsquot resist mentioning that Canada invented the Canadarm, a robot that is attached to an artificial satellite and used to deploy, maneuver, and capture payloads. Of course, people and supplies have to be transported to and from the International Space Station, which brings us to our next tool used by Muggle astronomers.

Space Shuttles

In the early 1980s, NASA began a program called the Space Transportation System, using artificial satellites, called space shuttles , that are partially or totally reusable. They were used to launch numerous other satellites, interplanetary probes, and the Hubble Space Telescope to conduct science experiments in orbit and to participate in the construction and servicing of the International Space Station. There were two accidents on space shuttles, which killed a total of 14 astronauts. The program was terminated in 2011, and since then the United States has been relying on the Russian spacecraft Soyuz to transport astronauts and supplies to and from the International Space Station. The United States is working on a couple of new programs, which are on schedule for first flights in 2019 and 2020. Update: The first unmanned flight was docked with the International Space Station on March 3, 2019 and brought supplies to the three astronauts on board. Further information about space shuttles can be found ici .

Radar

Long-range radar antenna , used to track space objects and ballistic missiles.
La source: ici

Many of you who grew up in Muggle households probably think of radar as a device used by the military to detect enemy planes and missiles. Well, that was the purpose for which it was invented, but it has many other uses as well. Radar is a detection system that uses radio waves or microwaves to determine the range, angle, or velocity of objects. You can imagine it like throwing many small bouncy balls against a wall to see where they bounce back to. A radar bounces waves off an object and studies those that are reflected by the object. It has many uses besides military: air and ground traffic control, locating landmarks and ships at sea, ocean surveillance, monitoring the weather, geological observations, and (our subject of interest) radar astronomy. Many astronomical objects have been studied by radar: the Moon, Venus, Mars, Mercury, the four biggest moons of Jupiter, Saturn&rsquos rings and its largest moon, Titan, and a few nearby asteroids and comets. With radar, astronomers get information about the surface of these objects, which we wizards then find useful in our study of how they affect our magic (Lessons Four, Five, and Six will discuss this matter further). Further information about radar and radar astronomy can be found ici et ici , respectivement.

Rovers

A rover is a vehicle designed to move across the surface of a planet or a moon. Some have been designed to transport people, whereas others are robots that are either driven from the Earth or are self-driving. Rovers are used to study the planet or moon they land on by taking pictures, readings of the atmosphere, or samples of dust and rock. So far, rovers have only been landed on the Moon and Mars, and all of them but one - Yutu, a Chinese lunar rover - were launched either by the United States or Russia. One of those rovers, called Curiosity, launched by the United States, is currently searching for evidence of past or present life on Mars and generally trying to determine whether the planet could ever have supported life. Further information about rovers can be found ici .

Side-by-side images depict NASA's Curiosity rover (illustration at left) and a moon buggy driven during the Apollo 16 mission.
La source: ici

If a rover can be driven from the Earth, the driver can decide at any moment what is the most interesting place for it to visit. But to do so, he has to see quickly how the rover is responding to his commands. A signal does not arrive at its destination the instant it is sent it travels at the speed of light, which is very fast, but if the distance between the source and the destination is too great, the delay makes driving a rover from the Earth impractical. A rover on the Moon can be driven from the Earth because it takes only one and a quarter seconds for a signal to travel from the Earth to the Moon or from the Moon to the Earth. But a rover on Mars has to be self-driving because it takes at least four minutes, and sometimes as long as 24 minutes, for a signal to travel between the Earth and Mars.

And that brings us to the end of our study of some of the important astronomical tools that have been invented by Muggles. In our next lesson we will study some of the magical astronomical tools utilized by wizarding astronomers. Meanwhile, you will have two assignments to do, both retakeable. In the quiz, you will be required to do some research to answer one of the questions. The essay, which is not mandatory, will require you to summarize some information from an outside source that will be provided.

I see that some of you are already looking at the time. Well, now that you&rsquore finally free to go &hellip hey, easy now! You can&rsquot all fit through the door at the same time.

NOTE - All the new Year One lessons have been published. All my assignments are open book: you can consult the lessons while doing them, but for some questions the lessons don't contain the answers, only the information that will enable you to deduce the answers, which will require logical thinking. If you have completed the current Year One course, you are not required to do the new one, but it would be advisable to do so, because the material in it will be tested on your O.W.L. exam. If you haven't completed the current course, it's your choice whether or not to do so before the new material is posted.

Ever wonder what is beyond this Earth? Yes, the night sky may be beautiful, but knowledge of the heavens will also help you become a better witch or wizard. In Year One, you will observe the skies with a magical telescope, learn about our solar system neighbors, and discover how magic reflected off astronomical objects can affect us all on Earth. Come join us in Astronomy 101 - it’s an out of this world adventure! Enroll


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