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Astrophotographie étonnante : comment certaines des images spatiales les plus emblématiques ont été capturées

La photographie spatiale produit de superbes expositions d’un autre monde de formes complexes et de couleurs ardentes, mais elle est également devenue essentielle dans les tentatives des astronomes pour comprendre l’univers. Depuis que la première photo astronomique de la lune a été prise en 1840, la technologie a progressé pour permettre aux scientifiques de prendre les images cosmiques les plus claires et les plus précises.

Les caméras à grand champ permettent aux caméras en orbite de filmer une zone étendue, tandis que la capture d’objets dans l’infrarouge, les rayons X et d’autres longueurs d’onde révèle les détails fins des explosions, des collisions et d’autres événements cosmiques. Par exemple, en observant l’espace en utilisant uniquement la lumière visible, les astronomes seraient incapables d’identifier les caractéristiques de haute énergie au sein de l’univers telles que les trous noirs. À l’aide de la photographie aux rayons X, les scientifiques peuvent observer les trous noirs voler de l’énergie à leur environnement et la réémettre sous forme de jets à haute énergie.

La lumière visible a de courtes longueurs d’onde, ce qui signifie qu’elle est plus susceptible de rebondir sur les particules environnantes et de se disperser. Lors de l’observation d’images spatiales à l’aide de télescopes infrarouges, les longueurs d’onde plus longues détectées peuvent voyager plus efficacement à travers les parties les plus poussiéreuses de l’espace. Le rayonnement infrarouge peut être émis par un matériau qui n’est pas assez lumineux pour être visualisé à l’aide de la lumière visible, et montre les régions du spectateur qui étaient auparavant invisibles.

Ici, nous expliquons comment certaines de nos images spatiales préférées ont été prises.

Le transit de Vénus

Seuls sept transits de Vénus ont été observés depuis l’invention du télescope il y a 400 ans. (Crédit image : JAXA/ NASA/ Hinode)

Dans cette image, qui est un composite time-lapse de plusieurs images, Vénus peut être vu se déplacer à travers le Soleil. Non seulement l’image est un spectacle impressionnant, mais l’occasion elle-même est une rareté. Il se répète tous les 243 ans – la prochaine fois qu’il sera visible, ce sera en 2117.

La photographie en gros plan, prise par le Solar Dynamics Observatory (SDO), montre des détails vaporeux à la surface du soleil. Le contraste du côté nocturne de Vénus sous la forme d’un petit disque noir à travers le soleil puissant et brillant donne à cette image l’impact dramatique ultime. L’instrument utilisé pour créer ce time-lapse était l’Assemblée d’imagerie atmosphérique (AIA), qui observe les longueurs d’onde dans la gamme ultraviolette. Cette image particulière affiche des longueurs d’onde de 171 angströms afin de montrer les détails fascinants des éruptions solaires.

La planète a passé 6 heures et 40 minutes à traverser le soleil, avec des images enregistrées pendant tout ce temps. Les scientifiques ont choisi 15 clichés, pris à intervalles réguliers, et les ont combinés pour tracer l’itinéraire de transit.

Approche de Pluton

La surface de Pluton est couverte de montagnes, de vallées et de cratères. (Crédit image : NASA)

Dans la rencontre la plus proche jamais avec Pluton, à environ 7 800 miles (12 500 kilomètres) au-dessus de la surface, la NASA Nouveaux horizons Le vaisseau spatial a capturé cette image de l’orbe le 14 juillet 2015. Ses caméras ont pu zoomer pour nous montrer la vue la plus détaillée que nous ayons de la surface de Pluton.

New Horizons a effectué un survol de Pluton pour étudier de près la surface de Pluton. Cela comprenait la cartographie de la surface, la mesure de sa température et la recherche de tout signe d’activité ou d’autres caractéristiques notables. L’image, qui se compose d’images visibles et infrarouges prises par la Ralph-MVIC (Multispectral Visible Imaging Camera), affiche une vue détaillée de 1 100 miles (1 800 kilomètres) de terrain.

La surface pourrait être comparée à certains des paysages rocheux trouvés sur Terre, car les montagnes vues sur cette image atteignent jusqu’à 11 500 pieds (3 500 m). En regardant de près les zones pâles de la photo, des plaques de glace de méthane ajoutent à l’apparence de peau de serpent de la planète naine. Cette grande plaine couverte de glace est connue sous le nom de Spoutnik Planitia.

Groupe de couleurs

Cette image est de couleur coordonnée, montrant différentes étapes du cycle stellaire. (Crédit image : NASA)

Ce n’est pas souvent que vous voyez 100 000 étoiles au même endroit. Mais sur cette photo, prise par le Le télescope spatial Hubble‘s Wide Field Camera 3, ils se réunissent dans un assortiment panoramique saisissant de rouges, d’oranges et de bleus. Ce que vous regardez ici est une section du Oméga Centaure amas d’étoiles – qui abrite 10 millions d’étoiles. Datant de 10 à 12 milliards d’années, ils brillent à 16 000 années-lumière de nous.

Comment ça fonctionne

Comment ça marche numéro 152

(Crédit image : Avenir)

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La clé pour créer cette scène d’étoile animée est la capacité de la caméra à étudier une large gamme de longueurs d’onde à la fois, de la lumière ultraviolette au proche infrarouge. Trois filtres ont été combinés pour produire cette image composite. Deux filtres détectaient les longueurs d’onde ultraviolettes (F225W et F336W) tandis que le troisième étudiait l’infrarouge (F814W). Chacune des images monochromatiques résultantes a reçu une teinte différente avant d’être fusionnées en une seule prise de vue. Les bleus et les verts sont le résultat des filtres ultraviolets, tandis que la teinte rouge a été donnée aux filtres infrarouges.

La diversité des couleurs signifie les différentes étapes du cycle de vie de l’étoile : les points jaunes-blancs montrent les étoiles au stade de la fusion de l’hydrogène – le stade dans lequel se trouve actuellement notre soleil ; les points oranges sont des étoiles plus anciennes, plus froides et plus grosses ; les points rouges sont des géantes rouges ; les points bleus sont des étoiles en fin de vie, comme leur hydrogène est épuisé, et les étoiles fusionnent maintenant hélium d’émettre la majeure partie de leur lumière dans les longueurs d’onde ultraviolettes. Certaines étoiles semblent presque se toucher, bien que la distance entre deux étoiles sur l’image soit d’environ un tiers d’année-lumière. Si la Terre était située dans cet amas d’étoiles, notre ciel nocturne serait environ 100 fois plus lumineux.

La bulle de Hubble

Il s’agit de NGC 7635, également appelée la nébuleuse de la bulle. (Crédit image : Alamy)

Prise en 2016, la première image de Hubble d’une nébuleuse complète montre un « ballon » éclatant de couleurs avec des détails étonnants. Cette image était la troisième tentative d’une telle photo; le premier souffrait de flou et le second n’avait pas un champ de vision assez large. Cependant, le résultat final valait vraiment la peine d’attendre.

L’étoile brillante vue à l’intérieur de la nébuleuse de la bulle, légèrement à gauche du centre, crée cette immense sphère. En utilisant ses forts vents de rayonnement, l’étoile, qui est entre 10 et 20 fois la masse de notre soleil, souffle les nuages ​​de poussière spatiale qui l’entourent vers l’extérieur. Cette bulle est chauffée par radiation, produisant cette sphère de couleur contrastée.

L’image a été prise par la Wield Field Camera 3 de Hubble ; différents filtres de lumière visible isolent les longueurs d’onde spécifiques liées à différents éléments. Le premier était un filtre O III, qui captait la présence d’oxygène. Le filtre H-alpha visualisait l’endroit où l’hydrogène était libéré et le filtre N II affichait l’azote. Ces filtres ont permis de disséquer la nébuleuse et ont permis aux astronomes de mieux comprendre la dynamique au sein de ce nuage interstellaire. Les trois images produites ont été codées par couleur (bleu pour l’oxygène, vert pour l’hydrogène et rouge pour l’azote) et combinées pour créer cette photo composite.

Les yeux dans le ciel

Ces galaxies en collision se trouvent à 140 millions d’années-lumière de la Terre. (Crédit image : NASA/ JPL-Caltech/ STScl/ Vassar)

Lorsque galaxies entrent en collision, ils fusionnent parfois en une seule supergalaxie. C’est le cas de ces deux galaxies, qui se sont combinées pour créer une paire d’yeux dans le ciel. NGC 2207 et IC 2163 sont ensemble depuis environ 40 millions d’années. Aux prises l’un contre l’autre alors que d’énormes forces gravitationnelles agissent sur les systèmes stellaires à l’intérieur, ces deux yeux galactiques se combineront un jour en un seul grand œil.

Les rouges et les verts incorporés dans cette image ressemblent à un masque qui pourrait appartenir à une sorte de super-vilain, mais cette palette de couleurs est l’œuvre de deux télescopes. celui de la NASA Télescope spatial Spitzer ont contribué les données infrarouges formant la majorité du rouge, tandis que les données visibles du télescope spatial Hubble ont capturé les bleus et les verts. Les sections infrarouges montrent aux astronomes la présence de poussières chaudes, qui peuvent être utilisées pour créer de nouvelles étoiles ou planètes.

Le centre des galaxies, obtenu par Hubble, met en évidence la brillante lumière des étoiles. Le contraste de l’imagerie révèle également des amas d’étoiles nouveau-nées dans la poussière, dont les scientifiques ont découvert qu’elles se sont formées lorsque les galaxies se sont combinées pour la première fois.

Paillettes galactiques

La galaxie Whirlpool se trouve dans la constellation de Canes Venatici. (Crédit image : NASA (NASA/CXC/Wesleyan Univ./R.Kilgard/STScl))

Messier 51, autrement dit le Galaxie tourbillon, forme une spirale spectaculaire. En tant que galaxie de forme similaire à la Voie lactée mais face à la Terre, elle nous aide à comprendre la formation de notre propre foyer galactique. L’imagerie de l’observatoire à rayons X Chandra de la NASA, représentée en violet, se combine avec l’imagerie optique du télescope spatial Hubble, représentée par les zones rouge et bleue, pour créer une représentation délicieusement détaillée de ce tourbillon stellaire.

Après avoir passé plus de 250 heures à observer la région, Chandra a détecté 500 sources de rayons X. Les astronomes pensent que la majorité de la lumière violette représentant ces sources provient de systèmes hébergeant une étoile à neutrons dense.

Galaxie en forme de sombrero

La Galaxie Sombrero est entourée de 1 900 amas globulaires. (Crédit image : NASA/équipe Hubble Heritage)

Le disque plat dans le ciel qui forme le Galaxie sombrero est capturée dans des détails si fins que les scientifiques n’ont pas encore reconstitué une compréhension de sa composition complète.

Comme un frisbee pris dans l’abîme, cette image fait paraître la galaxie mince et fragile. Cependant, avec une masse 800 milliards de fois celle du soleil, c’est l’un des plus gros objets connus. Au centre, on pense qu’il y a un grand trou noir entouré de 2 000 amas globulaires, soit 10 fois plus qu’il n’y en a dans notre propre Voie lactée.

Ce disque complexe a été reconstitué à l’aide de six observations du télescope Hubble. Cela en fait l’image la plus détaillée de la galaxie Sombrero capturée en lumière visible. La galaxie, officiellement connue sous le nom de Messier 104, a un diamètre proche d’un cinquième de celui de la pleine lune. Combinant des images de la galaxie entière, c’est l’une des plus grandes images de mosaïque assemblées de Hubble.

Piliers de la création

Ces tours de gaz et de poussière ont été capturées avec une clarté incroyable. (Crédit image : Alamy)

Comme un château abstrait dans le ciel, cette image distinctive de gaz et de poussière interstellaires denses capture la création de nouvelles étoiles. Cette photographie, qui a été prise par le télescope spatial Hubble, montre la matière spatiale à 6 500 années-lumière de la Terre. Les verticales imposantes, formées dans le Nébuleuse de l’Aigle, sont façonnés par les vents stellaires d’autres étoiles proches.

La production de ce plan n’était pas aussi simple qu’un cliché au bon moment. Les astronomes Jeff Hester et Paul Scowen ont astucieusement composé l’image originale en 1995 en combinant 32 images distinctes provenant de quatre caméras différentes. Ces quatre caméras faisaient toutes partie de la plus grande Wide Field and Planetary Camera 2 (WFPC2). À bord du télescope Hubble, WFPC2 avait la taille d’un piano à queue. Chacune de ses caméras utilisait quatre filtres et capturait deux images d’une partie différente des piliers.

En 2015, l’image originale a été revisitée pour former cette version. À l’aide d’une caméra Hubble mise à jour, la Wide Field Camera 3, des filtres ont été utilisés pour montrer l’oxygène, l’hydrogène et le soufre incandescents dans une image plus claire. En utilisant des longueurs d’onde infrarouges capables de voyager plus loin à travers le gaz dense et la poussière, les astronomes ont pu observer la nébuleuse plus en détail.

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