L'astronomie est considérée comme la plus ancienne des sciences[1]. L'archéologie révèle en effet que certainescivilisations de l'Âge du bronze, et peut-être duNéolithique, avaient déjà des connaissances en astronomie. On pense aujourd'hui que ces civilisations avaient compris le caractère périodique de certains phénomènes célestes et savaient reconnaître (ou avaient défini) quelques astérismes. L'astronomie moderne doit son développement à celui desmathématiques depuis l'Antiquité grecque, à l'invention d'instruments d'observation à la fin duMoyen Âge et surtout à l'abandon de dogmes installés par certaines croyances.
Pierre-Simon de Laplace (1749-1827), dans sonExposition du système du Monde, introduit l'astronomie comme suit :
«
L'Astronomie, par la dignité de son objet et par la perfection de ses théories, est le plus beau monument de l'esprit humain, le titre le plus noble de son intelligence. Séduit par les illusions des sens et de l'amour-propre, l'homme s'est regardé longtemps comme le centre du mouvement des astres, et son vain orgueil a été puni par les frayeurs qu'ils lui ont inspirées..
On pense que certains des grands cercles mégalithiques duNéolithique avaient une vocation d'observatoires astronomiques. Les plus connus sontNabta Playa (Égypte), vieux de 6 000 à 6 500 ans, etStonehenge (Wiltshire,Angleterre), édifié 1 000 ans plus tard.Camille Flammarion, qui le comprit l’un des premiers, parlera au sujet des cercles mégalithiques de« monuments à vocation astronomique » et d'« observatoires de pierre ».
Des recherches plus récentes mettent néanmoins ces interprétations largement en doute. En particulier Clive Ruggles en 1997[3] souligne que seul l'alignement de l'Avenue lors du solstice d'été peut être acceptée comme preuve d'une possible utilisation astronomique du lieu, toutes les autres preuves/interprétations sont sujettes au doute ou à d'autres explications.
En 2024, Mike Parker[4]publie dans Archaeology International un article suggérant que Stonehedge a été construit dans le but politique d'unifier la population de l'actuel Royaume-Uni.
Toutes les observations effectuées avant l'an 1600 environ, se faisaient à l'œil nu: elles se limitaient globalement à l'enregistrement du lever et du coucher de certains astres, ainsi que de certains évènements remarquables (éclipses de Lune, de Soleil,...).
La plupart des observations effectuées avant l'antiquité grecques étaient principalement apotélésmatiques, celles qui ne l'étaient pas organisaient les travaux champêtres ou orientaient les navigateurs.
Tycho Brahé s'est démarqué par la précision de ses observations à l’œil nu, qui permit à Kepler ses découvertes[5].
Commence la moisson quand les Pléiades, filles d'Atlas, se lèvent dans les cieux, et le labourage quand elles disparaissent ; elles demeurent cachées quarante jours et quarante nuits, et se montrent de nouveau lorsque l'année est révolue, à l'époque où s'aiguise le tranchant du fer... Lorsque Orion et Sirius seront parvenus jusqu'au milieu du ciel, et que l'Aurore aux doigts de rose contemplera Arcture, ô Persès ! cueille tous les raisins et apporte-les dans ta demeure...
Vers le milieu du Ier millénaire on voit émerger un découpage de l'écliptique (dans le sens ancien) pour le repérage de la position des astres. Selon les civilisations ce découpage s'effectue en un nombre varié de parties. En Mésopotamie, l'écliptique (voir Zodiaque) est divisée en douze parties, chacune de ces parties est nommée.
L'astronomie mésopotamienne, comme toutes les astronomies avant l'astronomie grecque tardive, interprète les mouvements des astres par une volonté d'un démiurge. Dans laBibliothèque historique deDiodore de Sicile (livre II, page 146), on lit ceci:
Dans laComposition Mathématique dePtolémée, on lit ceci:
«
(...) Nous avons pris pour premièreéclipse celle qui a été observée à Babylone, la trente-unième année du règne de Darius premier,dans la nuit du trois au quatre du mois égyptien Tybi, au milieu de la sixième heure. On y vit la lune obscurcie de deux doigts du côté du midi (...)La seconde éclipse est celle qui a été observée à Alexandrie, la neuvième année d'Adrien, dansla nuit du 17 au 18 du mois égyptien Pachon, à 3 heures équinoxiales avant minuit. La luney fut également obscurcie de la sixième partie de son diamètre du côté du midi.
AvecThalès et l'école de Millet débute la recherche delois expliquant le mouvement des astres. En particulier,Anaxagore est condamné à mort par les Athéniens pour avoir détruit l'influence des dieux sur la nature, en réduisant les phénomènes à des lois immuables.
Platon et plus encoreAristote imposent leurs visions du Monde, fondée sur des considérations bien plus esthétiques (tous les mouvements des astres sont circulaires) et poétiques (les quatre éléments plus l'éther) que scientifiques. La vision aristotélicienne du Monde — l'astronomie d'Aristote — s'impose pendant presque 2000 ans. L'on mesure alors le courage qu'il a fallu auxCopernic,Bruno,Kepler etGalilée pour la remettre en cause.
En ce qui concerne leSystème solaire, grâce à la théorie desépicycles et à l'élaboration de tables fondées sur cette théorie, il est possible, dès l'époque alexandrine, de calculer de manière assez précise les mouvements des astres, y compris leséclipses lunaires et solaires. Concernant l'astronomie stellaire, les Anciens Grecs apportent d'importantes contributions : des débuts detrigonométrie et detrigonométrie sphérique et la définition d'un système demagnitude. L’Almageste dePtolémée contient déjà une liste de quarante-huitastérismes et 1 022 étoiles.
L'astronomie ne peut être étudiée sans l'apport d'autres sciences qui lui sont complémentaires et nécessaires : lesmathématiques (géométrie,trigonométrie), ainsi que laphilosophie. Elle sert au calcul dutemps.
Pour s'orienter sur mer mais aussi dans le désert, les civilisationsarabo-persanes ont besoin de données très précises. Dérivée des astronomiesindienne etgrecque, l'astronomie islamique culminera vers leXe siècle.
Elle est par contre florissante dans lemonde musulman à partir duIXe siècle. L'astronome persanal-Farghani (805-880) écrit beaucoup sur le mouvement descorps célestes ; il effectue une série d'observations qui lui permettent de calculer l'obliquité de l'écliptique.Al-Kindi (801-873), philosophe et scientifique encyclopédique, écrit 16 ouvrages d'astronomie.Al-Battani (855-923) est astronome et mathématicien.Al-Hasib Al Misri (850-930) est mathématicien égyptien.Al-Razi (864-930) est scientifique persan. Enfin,Al-Fârâbî (872-950) est un grand philosophe et scientifique iranien.
D'autres éléments sont introduits en Occident par l'intermédiaire deGerbert d'Aurillac (Sylvestre II) un peu avant l'an mille, avec la philosophie d'Aristote. Il est difficile de savoir exactement quels astronomes musulmans sont alors connus de Gerbert d'Aurillac.
L'astronomie dans le monde arabe a connu une période florissante pendant le Bas Moyen Âge, et les astronomes arabes ont apporté des contributions significatives à l'histoire de l'astronomie.
Au cours de l'âge d'or de l'islam, l'astronomie était une discipline très développée dans le monde arabe. Les savants arabes ont non seulement traduit et préservé les connaissances astronomiques grecques, mais ont également effectué leurs propres recherches et observations. Les astronomes arabes ont ainsi développé de nouveaux instruments et méthodes pour l'observation du ciel.
Parmi les plus célèbres astronomes arabes figurent Al-Khwarizmi, Al-Farghani et Ibn al-Haytham, également connu sous le nom d'Alhazen. Al-Khwarizmi a contribué à la cartographie stellaire et a développé des tables astronomiques précises, tandis qu'Al-Farghani a travaillé sur la mesure de la circonférence de la terre et la précession des équinoxes. Alhazen, quant à lui, a étudié la réfraction de la lumière et a proposé la première théorie sur la vision.
Les contributions des astronomes arabes ont eu un impact important sur l'astronomie européenne, en particulier pendant la Renaissance, lorsque les savants européens ont découvert et traduit les œuvres des astronomes arabes. L'astronomie arabe a également influencé les mathématiques et la philosophie, et a joué un rôle important dans la diffusion des connaissances scientifiques entre l'Est et l'Ouest.
Aujourd'hui, les astronomes arabes continuent de faire des contributions significatives à la science. Par exemple, les astronomes de l'Observatoire du Golfe à Abou Dhabi ont découvert des exoplanètes en utilisant des méthodes de détection innovantes, tandis que l'Observatoire d'Al-Sharjah en Égypte a étudié la lumière des étoiles pour comprendre leur composition et leur histoire.
En fin de compte, l'astronomie arabe a eu un impact durable sur la science et la culture du monde entier. Les contributions des astronomes arabes ont permis de préserver et de développer les connaissances scientifiques et ont ouvert la voie à de nouvelles découvertes dans l'astronomie et d'autres domaines de la science.
Près d'un siècle plus tard, cette idée est défendue, étendue et corrigée parGalilée etKepler. Galilée imagine unelunette astronomique, en s'inspirant des travaux du hollandaisHans Lippershey (dont la lunette ne grossissait que trois fois et déformait les objets), pour améliorer ses observations et surtout découvrir des objets ne tournant pas autour de la Terre, centre du Monde : les satellites de Jupiter. La théorie géocentrique est un peu plus ébranlée. S'appuyant sur des relevés d'observation très précis faits par le grand astronomeTycho Brahe, Kepler est le premier à démontrer que le système d'Aristote est faux : les planètes se meuvent selon des ellipses (et non plus des cercles) dont le Soleil occupe l'un des foyers et énonceses lois, annonçant ainsi une théorie héliocentrique.
Isaac Newton, en formulant la loi de l'attraction des corps (la loi de lagravitation) associée à seslois du mouvement, permet finalement de donner une explication théorique au mouvement des planètes. Il invente aussi letélescope réflecteur, qui améliore les observations.
Peu après, on découvre l'expansion de l'Univers, et laloi de Hubble établissant une relation entre la vitesse d'éloignement des autres galaxies par rapport au Système solaire et leur distance.
À son début, durant l'Antiquité, l'astronomie consiste principalement en l'astrométrie, c'est-à-dire la mesure de la position dans le ciel desétoiles et desplanètes.
Plus tard, des travaux deKepler et deNewton naît lamécanique céleste qui permet la prévisionmathématique des mouvements descorps célestes sous l'action de lagravitation, en particulier les objets duSystème solaire. La plus grande partie du travail dans ces deux disciplines (l'astrométrie et la mécanique céleste), auparavant effectué à la main, est maintenant fortement automatisée grâce auxordinateurs et auxcapteurs CCD, au point que maintenant elles sont rarement considérées comme des disciplines distinctes. Dorénavant, le mouvement et la position des objets peuvent être rapidement connus, si bien que l'astronomie moderne est beaucoup plus concernée par l'observation et la compréhension de la nature physique desobjets célestes.
Depuis leXXe siècle, l'astronomie professionnelle a tendance à se séparer en deux disciplines :astronomie d'observation etastrophysique théorique. Bien que la plupart des astronomes utilisent les deux dans leurs recherches, du fait des différents talents nécessaires, les astronomes professionnels tendent à se spécialiser dans l'un ou l'autre de ces domaines. L'astronomie d'observation est concernée principalement par l'acquisition de données, ce qui comprend la construction et la maintenance desinstruments et letraitement des résultats. L'astrophysique théorique s'intéresse à la recherche des implications observationnelles de différentsmodèles, c'est-à-dire qu'elle cherche à comprendre et à prédire les phénomènes observés.
L'astrophysique est la branche de l'astronomie qui détermine les phénomènesphysiques déduits par l'observation des astres. Actuellement, les astronomes ont tous une formation poussée en astrophysique et leurs observations sont presque toujours étudiées dans un contexte astrophysique. En revanche, il existe un certain nombre de chercheurs et chercheuses qui étudient exclusivement l'astrophysique. Le travail des astrophysiciens est d'analyser des données d'observations astronomiques et d'en déduire des phénomènesphysiques.
Les domaines d'études de l'astronomie sont aussi classés en deux autres catégories :
Sujet d'étude récent (bien que des spéculations sur le sujet plus anciennes existent, dans le domaine du fantastique en particulier) et en pleine expansion ayant pour objet principal la recherche de vie extraterrestre, c'est-à-dire existant au-delà des limites de la planète Terre. Plusieurs sujets sont abordés : recherche debiomarqueurs dans les atmosphères planétaires, defossiles pour les planètestelluriques, sur lesextrémophiles afin de comprendre les limites du vivant, de civilisations avancées et éventuels signaux, et comprendre l'origine même de la vie (notamment sur Terre).
L'étoile la plus étudiée est leSoleil, une petite étoile typique de laséquence principale detype spectral G2V et vieille d'environ 4,6 milliards d'années. Le Soleil n'est pas considéré comme uneétoile variable, mais il subit des changements périodiques de son activité, ce qui peut être vu grâce auxtaches solaires. Cecycle solaire de fluctuation du nombre de taches dure 11 ans. Les taches solaires sont des régions plus froides que la normale qui sont associées à une activitémagnétique intense[10].
Laluminosité du Soleil a régulièrement augmenté au cours de sa vie. Aujourd'hui, il est en effet 40 % plus brillant qu'au moment où il est devenu une étoile de la séquence principale[Quand ?]. Le Soleil a également subi des changements périodiques de luminosité ayant eu un impact significatif sur laTerre[11]. Par exemple, on soupçonne leminimum de Maunder d'être la cause dupetit âge glaciaire survenu durant leMoyen Âge[12].
Au centre du Soleil se trouve le cœur, une zone où latempérature et lapression sont suffisantes pour permettre lafusion nucléaire. Au-dessus du noyau se trouve lazone de radiations, où leplasma transporte les flux d'énergie au moyen deradiations. La couche recouvrant la zone de radiations forme lazone de convection où l'énergie est conduite vers laphotosphère grâce à laconvection, autrement dit, les déplacements physiques du gaz. On croit que cette zone de convection est à l'origine de l'activité magnétique qui génère les taches[10].
La surface extérieure du Soleil est appeléephotosphère. Juste au-dessus de cette couche se trouve une mince région appeléechromosphère. Enfin se trouve lacouronne solaire.
Représentation partielle duSystème solaire (échelles non respectées).
Ce domaine de laplanétologie s'intéresse à l'ensemble desplanètes, deslunes, desplanètes naines, descomètes, desastéroïdes, et des autres corps orbitant autour du soleil ; ainsi qu'auxexoplanètes. LeSystème solaire a été relativement bien étudié, d'abord à l'aide de télescopes puis aux moyens desondes. Cela a fourni une bonne compréhension globale de la formation et de l'évolution de ce système planétaire, bien qu'un grand nombre de découvertes soient encore à accomplir[14].
Les planètes ont été formées par undisque protoplanétaire qui entourait le Soleil lorsqu'il venait de se former. Grâce à un processus combinant attraction gravitationnelle, collision, etaccrétion, le disque forma des amalgames de matières qui allaient devenir, avec le temps, desprotoplanètes. À ce moment-là, lapression de radiation du vent solaire a expulsé la majorité de la matière qui ne s'était pas assemblée, et seules les planètes munies d'une masse suffisante purent retenir leuratmosphère gazeuse. Les planètes ont continué d'éjecter la matière restante durant une période d'intense bombardement météoritique, comme en témoignent les nombreuxcratères trouvés, entre autres, sur la Lune. Durant cette période, quelques protoplanètes ont pu entrer en collision, et selon l'hypothèse majeure, c'est ainsi que la Lune fut formée[16].
Une fois qu'une planète atteint une masse suffisante, les matériaux de différentes densités commencent à se séparer entre eux, c'est ladifférenciation planétaire. Ce processus peut former un noyau rocheux ou métallique, entouré par un manteau et une croûte. Le cœur peut inclure des régions solides et liquides, et dans certains cas, il peut générer son proprechamp magnétique, qui protège la planète et son atmosphère des attaques du vent solaire[17].
Lanébuleuse planétaire de laFourmi. Les éjections de gaz de l'étoile centrale mourante montrent des lobes symétriques, à l'inverse des figures chaotiques desexplosions ordinaires.
L'étude desétoiles et de l'évolution stellaire est fondamentale pour notre compréhension de l'univers. L'astrophysique des étoiles a été déterminée grâce à l'observation et à la compréhension théorique ainsi que par des simulations informatiques.
Une étoile seforme dans des régions denses de poussières et de gaz, connues sous le nom denuages moléculaires géants. Lorsqu'ils sont déstabilisés, les fragments peuvent s'effondrer sous l'influence de lagravité pour former uneprotoétoile. Une région suffisamment dense et chaude provoquera unefusion nucléaire, créant ainsi une étoile de laséquence principale[18].
Presque tous les éléments plus lourds que l'hydrogène et l'hélium ont étécréés dans le noyau des étoiles.
Les caractéristiques de l'étoile résultant dépendent d'abord de samasse de départ. Plus l'étoile est massive, plus sa luminosité est importante et plus elle videra le stock d'hydrogène présent dans son noyau rapidement. Au fil du temps, cette réserve est entièrement convertie en hélium, et l'étoile commence alors àévoluer. La fusion de l'hélium requiert une plus grande température dans le noyau, de cette façon, l'étoile s'agrandit et son noyau se densifie en même temps. Devenue unegéante rouge, notre étoile consume alors son hélium. Cette phase est relativement courte. Les étoiles très massives peuvent aussi subir une série de phases rétrécissantes, où la fusion se poursuit en éléments de plus en plus lourds.
Le destin final de l'étoile dépend de sa masse: les étoiles qui sont plus de 8 fois plus massives que le soleil peuvent s'effondrer ensupernova ; alors que les étoiles plus légères forment desnébuleuses planétaires et évoluent ennaines blanches. Ce qui reste d'une très grosse étoile est uneétoile à neutrons, ou dans certains cas untrou noir[19]. Lesétoiles binaires proches peuvent suivre des chemins plus complexes dans leur évolution, comme un transfert de masse par le compagnon d'une naine blanche pouvant causer une supernova. Les phases finales de la vie des étoiles, y compris les nébuleuses planétaires et les supernovas, sont nécessaires à la distribution demétaux dans lemilieu interstellaire; sans cela, toutes les nouvelles étoiles (leur système planétaire y compris) seraient uniquement formées à partir d'hydrogène et d'hélium.
LeSystème solaire orbite au sein de laVoie lactée, unegalaxie spirale barrée qui est un membre important duGroupe local. C'est une masse tournante formée de gaz, d'étoiles et d'autres objets maintenus ensemble par uneattraction gravitationnelle mutuelle. Étant donné que la Terre est située dans unbras extérieur poussiéreux, il y a une grande partie de la Voie lactée que l'on ne peut pas voir.
Au centre de la Voie lactée se trouve le noyau, un bulbe de forme étirée qui d'après de nombreux astronomes abriterait untrou noir supermassif en son centre gravitationnel. Celui-ci est entouré de quatre bras spiraux majeurs démarrant du noyau. C'est une région active de la galaxie qui contient beaucoup d'étoiles jeunes appartenant à lapopulation II. Le disque est entouré par un halosphéroïdal d'étoiles plus vieilles depopulation I, ainsi que par une concentration relativement dense d'amas globulaires[20],[21].
Quand des étoiles plus massives apparaissent, elles transforment le nuage en unerégion HII de gaz et de plasma luminescent. Levent stellaire et les explosions desupernova servent finalement à disperser le nuage, laissant souvent derrière lui un ou plusieursamas ouverts. Ces amas se dispersent graduellement et les étoiles rejoignent la population de la Voie lactée.
Les étudescinématiques de la matière présente dans la Voie lactée ont démontré qu'il y a plus de masse qu'il n'y parait. Unhalo de matière noire semble dominer la masse, bien que la nature de cettematière noire reste indéterminée[23].
Effet delentille gravitationnelle produit par l'amas de galaxies (centre de l'image). Le champ gravitationnel de cet amas courbe la lumière émise par les objets plus lointains, et ceux-ci apparaissent déformés (objets bleus).
La plupart des galaxies sont organisées en formes distinctes, ce qui permet d'établir un schéma de classification. Elles sont communément divisées engalaxies spirales,elliptiques etirrégulières[24].
Comme son nom l'indique, unegalaxie elliptique a la forme d'une ellipse. Ses étoiles se déplacent sur uneorbite choisie au hasard sans aucune direction préférée. Ces galaxies ne contiennent que peu ou pas degaz interstellaire, peu de régions deformation d'étoiles, et généralement des étoiles âgées. On trouve généralement des étoiles dans les noyaux d'amas galactiques qui peuvent se former à partir de lafusion de plus grandes galaxies.
Unegalaxie spirale est organisée comme un disque plat en rotation, avec généralement unbulbe proéminent ou unebarre en son centre, ainsi que des bras spiraux qui s'étendent vers l'extérieur. Ces bras sont des régions poussiéreuses de formations d'étoiles où les jeunes étoiles massives produisent une teinte bleue. Les galaxies spirales sont typiquement entourées d'un halo d'étoiles plus vieilles. LaVoie lactée et lagalaxie d'Andromède sont des galaxies spirales.
Lesgalaxies irrégulières sont chaotiques en apparence et ne sont ni spirales, ni elliptiques. Environ un quart des galaxies sont irrégulières. La forme si particulière peut être le résultat d'une interactiongravitationnelle.
Unegalaxie active est une structure dont une partie significative de l'énergie qu'elle émet ne provient pas de ses étoiles, de son gaz ou de sa poussière. Ce type de galaxie est alimenté par une région compacte en son noyau, généralement grâce à untrou noir supermassif, pense-t-on, qui émettrait des radiations grâce aux matériaux qu'il avale.
Les grandes structures du cosmos sont représentées par des groupes et desamas de galaxies. Cette structure est organisée de manière hiérarchique, dont les plus grandes connuesà ce jour[Quand ?] sont lessuperamas. Le tout est agencé en filaments et en murs, laissant d'immenses régions vides entre eux[26].
Lacosmologie (dugrecκόσμος /kósmos, « monde, univers », etλόγος /lógos, « parole, récit, étude ») pourrait être considérée comme l'étude de l'Univers comme étant un tout.
Représentation du modèle cosmologique actuel.L'univers observable est une sphère de 46,508 milliards d'années-lumière avec 4 % de matière visible distribuée dans le gaz, la poussière, lesétoiles et lesgalaxies qui sont regroupées en structures reconnaissables.
Les observations de lastructure de l'Univers à grande échelle, une branche appeléecosmologie physique, a donné une profonde connaissance de la formation et de l'évolution du cosmos. La théorie bien acceptée duBig Bang est fondamentale à la cosmologie moderne qui dit que l'univers a commencé comme un simple point et qu'il s'est ensuite agrandi durant 13,7 milliards d'années jusqu'à son état actuel. Le concept du Big Bang peut être retracé jusqu'à la découverte dufond diffus cosmologique en1965.
Dans ce processus d'expansion, l'univers a connu plusieurs stades d'évolution. Dans les tout premiers temps, nos théories actuelles montrent uneinflation cosmique extrêmement rapide, ce qui a homogénéisé les conditions de départ. Ensuite, lanucléosynthèse primordiale a produit leséléments de base de l'univers nouveau-né.
Lorsque les premiersatomes ont été formés, l'espace est devenu transparent aux radiations, libérant ainsi de l'énergie, perçue aujourd'hui à travers lefond diffus cosmologique. L'expansion de l'Univers a alors connu un âge sombre dû au manque de sources d'énergie stellaires[27].
Une structure hiérarchique de la matière commença à se former à partir de variations minuscules de la densité de matière. La matière s'accumula alors dans les régions les plus denses, formant des nuages degaz interstellaire et les toutespremières étoiles. Ces étoiles massives déclenchèrent alors le processus duréionisation et semblent être à l'origine de la création de beaucoup d'éléments lourds du jeune univers.
L'attraction gravitationnelle a regroupé la matière en filaments, laissant ainsi d'immenses régions vides dans les lacunes. Graduellement, des organisations de gaz et de poussière ont émergé pour former les premièresgalaxies primitives. Au fil du temps, celles-ci ont attiré plus de matière, et se sont souvent organisées enamas de galaxies, puis ensuperamas[28].
L'existence de lamatière noire et de l'énergie sombre est fondamentale à la structure de l'univers. On pense maintenant qu'elles sont les composantes dominantes, formant 96 % de la densité de l'univers. Pour cette raison, beaucoup d'efforts sont déployés dans le but de découvrir la composition et la physique régissant ces éléments[29].
En astronomie, l'information provient principalement de la détection et de l'analyse de lalumière visible ou d'une autreonde électromagnétique[30]. L'astronomie d'observation peut être divisée selon les régions observées duspectre électromagnétique. Certaines parties du spectre peuvent être observées depuis la surface de laTerre, alors que d'autres sont seulement observables à de hautes altitudes voire dans l'espace. Des informations spécifiques sur ces sous-branches sont données ci-dessous.
Laradioastronomie étudie les radiations d'unelongueur d'onde supérieure aumillimètre[31]. La radioastronomie est différente des autres formes d'observations astronomiques dans la mesure où lesondes radio sont traitées davantage comme desondes plutôt que comme desphotons discrets. Il est plus facile de mesurer l'amplitude et laphase des ondes radio que celles de longueurs d'onde plus courtes[31].
L'astronomieinfrarouge s'occupe de la détection et de l'analyse du rayonnement infrarouge (longueurs d'onde plus longues de celle de la lumièrerouge). Excepté pour les longueurs d'onde situées près de lalumière visible, le rayonnement infrarouge est fortement absorbé par l'atmosphère ; d'autre-part, celle-ci produit des émissions d'infrarouge significatives. Par conséquent, lesobservatoires infrarouges doivent être situés sur des lieux trèsélevés etsecs, ou dans l'espace.
L'astronomie infrarouge est particulièrement utile pour l'observation des régions galactiques entourées de poussière et pour les études desgaz moléculaires. Sollicitée dans le cadre de l'observation d'objets froids (moins de quelques centaines dekelvins) elle est donc également utile à l'observation desatmosphères planétaires.
En réalité, l'atmosphère n'est pas tout à fait transparente à la lumière visible. En effet, les images obtenues sur Terre dans ces longueurs d'onde souffrent de distorsions dues auxturbulences atmosphériques. C'est ce phénomène qui est responsable du scintillement des étoiles. Lepouvoir de résolution ainsi que lamagnitude limite théoriques d'un télescope terrestre sont donc diminués à cause de ces mêmes perturbations. Pour remédier à ce problème, il est donc nécessaire de quitter l'atmosphère terrestre. Une autre solution, l'optique adaptative, permet également de réduire la perte de qualité de l'image.
L'astronomie enultraviolets fait référence aux observations aux longueurs d'onde correspondant à l'ultraviolet, c'est-à-dire entre ~ 100 et 3 200 Å (10 à 320 nm)[31]. La lumière de ces longueurs est absorbée par l'atmosphère de la Terre, les observations de ces longueurs d'onde se font donc depuis la haute atmosphère ou depuis l'espace. L'astronomie à ultraviolets est plus indiquée pour l'observation du rayonnement thermique et desraies spectrales desétoiles bleues chaudes (étoiles OB) qui sont très lumineuses dans ce domaine. Cela comprend les étoiles bleues des autres galaxies, qui ont été les cibles de plusieurs études sur le sujet. D'autres objets sont aussi couramment observés enUV, comme lesnébuleuses planétaires, lesrémanents de supernovae ou lesnoyaux galactiques actifs[31]. Cependant, la lumière ultraviolette est facilement absorbée par lapoussière interstellaire, les mesures ont donc besoin d'être corrigées de l'extinction[31].
Lesrémanents de supernovae, lespulsars, et leCentre galactique sont des exemples de sources de rayonnement gamma dans la Voie Lactée, tandis que lesblazars (une sous-catégorie degalaxies actives) constituent la principale classe de sources de rayonnement extra-galactiques. Finalement, lessursauts gamma forment également une importante population de sources transitoires qu'il est possible d'observer dans ce régime d'énergie lumineuse.
L’astronomie gravitationnelle, ouastronomie des ondes gravitationnelles, est labranche de l'astronomie qui observe lesobjets célestes grâce auxondes gravitationnelles, soit de faibles perturbations de l'espace-temps se propageant dans l'espace et pouvant être détectées à l'aide d'interféromètre de grande envergure.
Un total de 6 sources d'ondes gravitationnelles ontà ce jour[Quand ?] été détectées[34], toutes issues de la fusion d'objets célestes compactes : la fusion de deux trous noirs (GW150914) et lafusion de deux étoiles à neutrons.
L’astronomie des neutrinos est une branche de l'astronomie cherchant à étudier les objets célestes capables de produire desneutrinos de très hautes énergies (de l'ordre de quelques centaines deTeV à plusieurs PeV).
l'astrochimie étudie les substanceschimiques trouvées dans l'espace, généralement dans lesnuages moléculaires, ainsi que leur formation, leurs interactions, et leur destruction. Cette discipline fait le lien entre astronomie et chimie ;
lacosmochimie étudie les substances chimiques trouvées dans leSystème solaire, y compris l'origine des éléments ainsi que les variations dans les rapportsisotopiques.
La plupart des amateurs observent le ciel aux longueurs d’onde visibles, mais une minorité travaille avec des rayonnements hors du spectre visible. Cela comprend l'utilisation de filtres infrarouges sur des télescopes conventionnels, ou l'utilisation de radiotélescopes. Le pionnier de la radioastronomie amateur étaitKarl Jansky qui a commencé à observer le ciel en ondes radio dans lesannées 1930. Un certain nombre d'amateurs utilisent soit des télescopes fabriqués de leurs mains, soit des télescopes qui ont été construits à l'origine pour la recherche astronomique mais qui leur sont maintenant ouverts (par exemple leOne-Mile Telescope)[37],[38].
La démocratisation (pour quelques Euros) de récepteurs SDR (Sofware Defined Radio) incite beaucoup d'amateurs à observer[39] l'univers dans laRaie à 21 centimètres de l'hydrogène
Une certaine frange de l'astronomie amateur continue de faire progresser l'astronomie. En fait, il s'agit de l'une des seules sciences où les amateurs peuvent contribuer de manière significative. Ceux-ci peuvent effectuer les calculs d'occultation qui servent à préciser les orbites des planètes mineures. Ils peuvent aussi découvrir des comètes[40], effectuer des observations régulières d'étoiles doubles ou multiples. Les avancées en technologie numérique ont permis aux amateurs de faire des progrès impressionnants dans le domaine de l'astrophotographie[41],[42],[43].
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