L’imagerie à grand champ
Un télescope équipé d’une caméra d’imagerie fonctionne exactement comme un appareil photo: le miroir du télescope joue le rôle de l’objectif de l’appareil photo et collecte la lumière provenant de la scène que l’on désire observer, la caméra d’imagerie, installée au foyer du télescope, remplace la pellicule photo et détecte la lumière collectée par le miroir. On peut même pousser plus loin l’analogie: depuis quelques années, le grand public dispose d’appareils photos numériques où la pellicule est remplacée par un détecteur de lumière électronique, de type CCD*, exactement le même type de détecteurs utilisés dans les caméras d’imagerie astronomique professionnelles.
*Les détecteurs CCD (Charge-Coupled-Devices ou dispositifs à transfert de charges) ont, à température ambiante, une sensibilité plusieurs dizaines de fois supérieures aux pellicules et plaques photographiques et ils permettent de plus de manipuler facilement et sans dégradation l’information numérique des images. Ils ont progressivement remplacés la photographie « argentique » en astronomie.
Avec un appareil photo, le temps de pose dépend de l’éclairage de la scène: en extérieur et pour une pellicule photo d’une sensibilité donnée, le temps de pose par beau temps sera beaucoup plus court que par ciel nuageux. C’est la même chose lors d’observations astronomiques: pour détecter des étoiles ou galaxies brillantes, des temps de pose courts (quelques minutes) seront suffisants, alors que des poses de plusieurs heures seront nécessaires pour des étoiles ou des galaxies peu brillantes.
Le problème se pose donc si l’on veut observer des objets très faiblement lumineux sur une grande surface du ciel. Les poses deviennent très longues alors que le temps d’observation au télescope est limité et précieux : les astronomes ne peuvent observer que la nuit et de préférence en absence de la lune (nouvelle lune) pour avoir un ciel très noir ! Au cours d’une nuit d’observations avec une caméra classique, on n’obtiendra donc qu’un petit nombre d’images couvrant une très faible surface du ciel.
Pour gagner du temps, il faut donc disposer d’une caméra dont la surface sensible est la plus grande possible: chaque image individuelle couvrira alors à elle seule une grande surface du ciel (c’est le même principe qui est utilisé au cinéma quand on choisit de filmer en panoramique sur une pellicule au format 70 mm plutôt que sur Super 8). Avec un petit nombre d’images et un temps limité, on aura alors accès à de grandes régions du ciel. C’est le principe de l’imagerie à grand champ.
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| La caméra MegaCam est la première caméra numérique à très grand champ. Elle permet de cartographier en une seule fois une région de 1 degré-carré, soit plus de 4 fois la surface du Soleil et près de 150 fois la surface accessible à une caméra classique. Entre 1981, date d’introduction des CCD en astronomie au CFH et 2003 la taille des caméras a été multiplié par plus de 500. Crédit X. Charlot/CEA-SAp | |
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L’évolution de la taille des caméras CCD au CFH de 1981 à 2003 (cliquer sur l’image pour lancer l’animation) |
Les programmes scientifiques de MegaCam
Des programmes de recherches très variés peuvent bénéficier d’images profondes à grand champ et la
caméra MegaCam est mise à disposition de l’ensemble des communautés astronomiques française, canadienne et hawaiienne. En particulier, les communautés française et canadienne se sont regroupées pour la réalisation de trois programmes d’observations nécessitant des temps de télescope importants. Ces programmes ont été définis et optimisés de manière à couvrir le plus grand nombre de thèmes scientifiques et ont été rassemblés pour former le projet du « Relevé Héritage Canada-France-Hawaii » (Canada-France-Hawaii Legacy Survey).
Ces trois grands relevés nécessiteront à eux seuls environ 500 nuits de télescope, à raison de 100 nuits par an pendant 5 ans.
Contact : Olivier Boulade