Les astronomes de l'Université Macquarie ont mis au point une nouvelle technique pour observer les objets célestes pendant la journée, permettant potentiellement une surveillance visuelle 24 heures sur 24 des satellites et améliorant considérablement la sécurité sur Terre et dans l'espace.
Leur technique utilise le télescope Huntsman de l'université, un ensemble unique de 10 objectifs de caméra travaillant en parallèle, initialement conçu pour les observations ultra-sensibles du ciel nocturne.
Dans un article publié dans Publications de la Société Astronomique d'Australie Le 20 mai, les chercheurs démontrent la capacité du Huntsman à mesurer avec précision les étoiles, les satellites et d'autres cibles lorsque le soleil est haut au-dessus de notre tête, alors que les astronomes n'observent traditionnellement que la nuit.
"Les gens ont essayé d'observer les étoiles et les satellites dans des longueurs d'onde optiques pendant la journée pendant des siècles, mais cela a été très difficile à faire. Nos tests montrent que le Huntsman peut obtenir des résultats remarquables pendant la journée", explique l'auteur principal et docteur en astrophysique. la candidate Sarah Caddy, qui a aidé à concevoir et à construire le télescope Huntsman.
Caddy a travaillé avec une équipe de doctorants. les étudiants et le personnel de Macquarie pour déployer le Huntsman, qui a célébré son ouverture officielle à l'observatoire de Siding Springs à Coonabarabran l'année dernière.
Le télescope combine une caméra d'astronomie et un équipement de mise au point astro-mécanique avec un ensemble de 10 objectifs Canon de 400 mm très sensibles, orientés pour couvrir la même partie du ciel.
Parce que le soleil diffuse la majeure partie de la lumière provenant d'autres objets célestes, les astronomes observent rarement pendant la journée, mais Caddy et ses collègues ont testé des filtres spéciaux « à large bande » sur une version de test du télescope Huntsman pour bloquer la majeure partie de la lumière du jour tout en permettant des longueurs d'onde spécifiques provenant d'objets célestes. passer à travers.
Cette version de test, un mini-télescope éclaireur à lentille unique Huntsman installé à l'observatoire de l'université, a permis à l'équipe de recherche d'évaluer divers paramètres dans un environnement contrôlé sans affecter le télescope Huntsman.
La capacité diurne du Huntsman permet une surveillance continue de certaines étoiles brillantes qui peuvent être inobservables la nuit pendant des mois car elles sont trop proches du soleil.
Un exemple est la supergéante rouge Bételgeuse, une étoile proche à environ 650 années-lumière dans la constellation d'Orion dans notre galaxie, la Voie lactée.
Bételgeuse présente un grand intérêt pour les astronomes puisque l'étoile s'est considérablement atténuée entre fin 2019 et 2020, probablement en raison d'une éjection majeure de gaz et de poussière.
"Sans ce mode diurne, nous n'aurions aucune idée si l'une des étoiles les plus brillantes du ciel est devenue une supernova jusqu'à quelques mois après que sa lumière explosive ait atteint la Terre", explique le co-auteur, professeur agrégé Lee Spitler, responsable des projets spatiaux à Optique astronomique australienne (AAO) de Macquarie.
"Nous savons que Bételgeuse va exploser 'bientôt' [en termes astronomiques, cela signifie à tout moment entre maintenant et des millions d'années dans le futur], mais nous ne savons pas exactement quand cela se produira.
"Pendant environ quatre mois de l'année, elle n'est observable que pendant la journée car le soleil se situe entre Bételgeuse et la Terre à cette heure-là."
L'étude a confirmé que les données de photométrie diurne du Huntsman pour Bételgeuse concordent avec les observations des observatoires du monde entier, et même avec celles des télescopes spatiaux.
"Cette avancée ouvre la voie à des études ininterrompues et à long terme sur des étoiles comme Bételgeuse alors qu'elles subissent de puissantes éruptions vers la fin de leur vie, expulsant des quantités massives de matière stellaire dans les dernières étapes du cycle cosmique de renaissance", explique Spitler. /P>
"Les astronomes adorent quand les étoiles de la Voie lactée se transforment en supernova, car cela peut nous en apprendre beaucoup sur la façon dont les éléments sont créés dans l'univers."
Malheureusement, ajoute-t-il, les supernovas dans la Voie lactée sont relativement rares :la dernière fois qu'elles se sont produites, c'était en 1604.
"Mais lorsqu'une supernova s'est produite dans une mini-galaxie à côté de notre Voie lactée en 1987, cela a été si utile pour les astronomes qu'ils observent encore l'explosion de la supernova en expansion près de 40 ans plus tard."
La maîtrise de l'observation diurne offre également un grand avantage dans le domaine en pleine expansion de la connaissance de la situation spatiale (SSA), qui consiste en la surveillance étroite d'une population toujours croissante de satellites, de débris spatiaux et d'autres objets artificiels en orbite autour de la Terre.
Plus de satellites seront lancés au cours des 10 prochaines années que dans toute l'histoire de l'exploration spatiale humaine.
"Avec environ 10 000 satellites actifs qui circulent déjà sur la planète et le lancement prévu de 50 000 autres satellites en orbite terrestre basse au cours de la prochaine décennie, il existe un besoin évident de réseaux de télescopes dédiés de jour et de nuit pour détecter et suivre en permanence les satellites", explique Caddy. P>
Les collisions potentielles de satellites ont de graves implications pour les communications, le GPS, la surveillance météorologique et d'autres infrastructures critiques.
La photométrie par satellite – une technique d'astronomie utilisant des télescopes optiques pour étudier les changements de luminosité des objets célestes – peut révéler des informations précieuses, notamment la composition, l'âge et l'état des objets en orbite.
"L'ouverture à l'observation diurne des satellites nous permet de surveiller non seulement leur position, mais également leur orientation, et complète les informations que nous obtenons des radars et d'autres méthodes de surveillance, nous protégeant ainsi contre d'éventuelles collisions", explique Caddy.
L'équipe de Caddy a démontré le potentiel du Huntsman pour d'autres observations astronomiques nécessitant une couverture de jour et de nuit, y compris des satellites de surveillance.
L'équipe a utilisé le mini-Huntsman pour affiner ses techniques pendant plusieurs mois, en étudiant systématiquement des facteurs tels que les temps d'exposition optimaux, le timing d'observation et le suivi précis des cibles, même dans les turbulences atmosphériques.
"L'astronomie diurne est un domaine passionnant, et grâce aux progrès des capteurs de caméra, des filtres et d'autres technologies, nous avons constaté des améliorations spectaculaires de la sensibilité et de la précision pouvant être obtenues dans des conditions de ciel clair", explique Caddy.
Spitler ajoute :"Nous avons affiné une méthodologie pour l'observation de jour et démontré que cela peut être réalisé avec des équipements abordables et haut de gamme comme les objectifs Canon."
Le Huntsman a été construit de manière à ce que les 10 objectifs fonctionnent en parallèle, alimentant 10 capteurs de caméra CMOS ultra-rapides qui, ensemble, peuvent prendre des milliers d'images à courte exposition par seconde.
La caméra connectée peut traiter des images et gérer de très grands flux de données en un instant, en utilisant un contrôle robotique pour suivre et capturer des objets en mouvement rapide, et en assurant une surveillance continue des objets 24 heures sur 24.
"Être capable d'effectuer des observations précises 24 heures sur 24 brise les restrictions de longue date sur le moment où les astronomes peuvent scruter le ciel", déclare Spitler.
"L'astronomie diurne sera de plus en plus cruciale à mesure que nous entrons dans la prochaine ère spatiale."
