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L'atmosphère impose toutefois des limites aux télescopes terrestres. Elle produit de la turbulence, ce qui provoque un chatoiement et un scintillement dans les images. Les particules dans l'air créent une lumière, ce qui fait que le ciel n'est jamais complètement obscur. Pendant les nuits les plus noires, le ciel en arrière-plan semble avoir une magnitude de 25, ce qui fait que les objets de plus faible luminosité ne peuvent être détectés. Même Isaac Newton s'est rendu compte que la capacité des télescopes était limitée en raison de l'atmosphère, et que la seule façon d'obtenir des images parfaites serait de les prendre au-delà de l'atmosphère. Dès les tout débuts de l'ère spatiale, les astronomes ont rêvé de lancer des télescopes en orbite autour de la Terre. Le télescope spatial Hubble a été déployé à bord d'une navette spatiale en 1990, mais la hâte s'est vite transformée en déception. Ce télescope a coûté plus que tous les observatoires terrestres combinés, mais une erreur dans le dégrossissage du miroir a donné lieu à des images floues. D'un diamètre de 2,4 mètres, le miroir principal avait été dégrossi de deux microns de trop, un cinquantième de l'épaisseur d'un cheveu humain. Après que des millions de dollars eurent été dépensés pour corriger l'erreur, Hubble a commencé à donner des images d'une précision extraordinaire. Ce télescope peut percevoir des objets d'une magnitude de 29, soit un milliard de fois moins lumineux que ce que peut discerner l'œil humain. Il décèle des objets 30 fois moins lumineux que ce que peuvent détecter les plus puissants télescopes terrestres et a une résolution environ 15 fois supérieure. Le télescope Hubble produit des images incomparables de l'Univers et procure aux astronomes des renseignements inestimables sur tout ce qui compose le système solaire, de la naissance à la mort des étoiles en passant par les débuts de l'Univers.
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