Variation de distance angulaire entre étoiles.

[Dlzlogic]

Bonjour,
La lecture d'un fil a réveillé une question que je me pose depuis longtemps : a-t-on réussi à observer, c'est à dire mesurer, des variations de distance angulaire entre des astres [très] éloignés. Je conçois que ça doit être très difficile, étant donné que la position que l'on observe en 2017 devrait corrigé en fonction de la distance à l'astre (de très nombreuses années lumière) et mal connu. Mais je crois que la position de la terre par rapport au soleil, d'une part est parfaitement connue, d'autre part est parfaitement négligeable.
Autre hypothèse possible, c'est justement grâce à de telles mesures qu'on a pu évaluer la distance de ces astres ?
Je sais aussi que l'effet Doppler est utilisé pour ce genre de mesure.
Merci d'avance.
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[bb98]

Bonjour

Par définition, une distance angulaire entre deux points est indépendante de la distance de l'observateur aux
deux points observés, et à la distance entre ces deux points.
On peut mesurer une distance angulaire entre la Lune et une étoile, entre Jupiter et une galaxie.

On peut lire :

https://fr.wikipedia.org/wiki/Mouvement_propre

Bonnes lectures

[Gilgamesh]

Bonjour,
La lecture d'un fil a réveillé une question que je me pose depuis longtemps : a-t-on réussi à observer, c'est à dire mesurer, des variations de distance angulaire entre des astres [très] éloignés. Je conçois que ça doit être très difficile, étant donné que la position que l'on observe en 2017 devrait corrigé en fonction de la distance à l'astre (de très nombreuses années lumière) et mal connu. Mais je crois que la position de la terre par rapport au soleil, d'une part est parfaitement connue, d'autre part est parfaitement négligeable.
Autre hypothèse possible, c'est justement grâce à de telles mesures qu'on a pu évaluer la distance de ces astres ?
Je sais aussi que l'effet Doppler est utilisé pour ce genre de mesure.
Merci d'avance.

S'il s'agit des mouvements propres des étoiles, la mesure du déplacement angulaire sur la voûte céleste est fait en routine.

Par exemple, une carte du mouvement propre des étoiles mesuré par la mission Hipparcos (en milliarcseconde par an. 1 mas = 4,85.10^-9 rad). La légende est en tout petit en bas à gauche.

10 mas/an, ça te donne un ordre de grandeur de la sensibilité accessible aujourd'hui. A partir de ça, et en faisant des hypothèses raisonnable sur les vitesses radiales (basé sur la vitesse de chute libre dans un champ de gravité) ça te donne jusqu'à quelle distance le mouvement propre est détectable.

Bon, par contre c'est en train d'évoluer, la mission Gaia devrait permettre de gagner 3 ordres de grandeurs en précision. On devrait arriver à la dizaines de µas/an !

[Dlzlogic]

Là, je suis en admiration. D'abord j'ai oublié de préciser que la question que je me posais était en relation avec l'expansion de l'univers, à l'évidence, la réponse est donc oui.
Comment mesure-t-on ces angles avec une telle précision ? S'agit-il d'observation "en continu" avec des méthodes automatiques. Si ce n'est pas trop compliqué, je suppose que ça intéresserait beaucoup de monde de savoir un peu de tout cela.
Merci.

[A voir en vidéo sur Futura]

[bb98]

Bonjour

On ne teste pas le modèle d'expansion de l'univers en mesurant une distance angulaire entre deux "astres".
Ce modèle découle entre autres, d'observations de vitesses relatives de galaxies lointaines : encore une fois
on ne mesure pas des déplacements qui seraient absolument imperceptibles.

La vitesse radiale d'un objet est effectivement déduite de mesures d'effet doppler sur des raies caractéristiques
du spectre des galaxies.

Les angles très petits ( l'unité utilisée est le "mas" : millième de seconde d'arc) sont mesurés par des méthodes
de télescopes doubles, lors de balayage du ciel, décalés d'un angle connu avec une très grande précision.
Avec les données obtenues de Gaia on atteindra quelques micro secondes d'arc sur la position de nombreuses
étoiles.
Lire :
http://gaia.obspm.fr/

[Gilgamesh]

Oui, tout ça ne concerne que le voisinage stellaire.

Gaia va permettre de faire de l'astrométrie à l'échelle de la Galaxie et c'est révolutionnaire.

Ci- dessous, les performances attendues de la mission :

[Gilgamesh]

Mais en bas à droite, on voit qu'avec cette mission l'astrométrie fait son entrée en cosmologie : 1 µas = 300 km/s à z=0,03

[Dlzlogic]

Vraiment bien, je regarde tout ça demain, merci.

[Gilgamesh]

Concernant la question des moyens qui permettent d'atteindre cette précision, il n'y a rien en soi de révolutionnaire. A la base on a un montage optique avec un miroir primaire assez grand (~ 0,5 x 1,45 m) pour avoir assez de lumière à magnitude 20 et une grande longueur focale (35 m ! soit un champ de 7°×0,6°) avec des renvois internes sur 6 miroirs successifs pour que ça tienne dans le volume du satellite pour obtenir in fine une tâche de diffraction au foyer qui permet d’accéder à la µas et un immense capteur (4500 x 1996 soit un gigapixel, avec une taille de pixel de 10 x 30 μm) pour analyser un grand nombre d'étoiles en parallèle.

Mais après, c'est un genre d'enquête policière pour éliminer tous les bruits de mesure. ll faut que la réalité rejoigne l'idéal théorique. Et là, c'est beau, c'est du grand art

On est dans l'espace, on supprime toutes les fluctuations atmosphériques, c'est bien sûr LE facteur clé. Ensuite le principe de la mesure d'angle est basé sur l'analyse conjointe de l'image obtenus par deux miroirs identiques. Tout est basé sur le fait que l'angle que font ces deux miroirs ne varie pas au moins sur la durée de rotation du satellite. Et celle ci doit se faire exactement au rythme de lecture des pixel par les capteurs (à la µs). Donc il faut contrôler la rotation en temps réel avec une extrême précision (pour compenser par exemple le choc avec les micrométéorites), la structure du banc optique doit être hyper-rigide (en carbure de silicium) et la charge utile doit rester à basse température constante à ma dizaine de µK près ce qui nécessite de maintenir en permanence tout le satellite à l'ombre et loin de la Terre, il n'y a pas une seule pièce mobile sur le satellite pour éviter toutes vibrations, la mesure doit être datée à la nanoseconde près, le débit de donnée transmis (à 1,5 Mkm !) est énorme, etc.

Dans le détail (et tout est dans le détail) c'est un truc de fou.

Pour les fans d’astrométrie, je recommande cette conférence très émoustillante de François Mignard à l'Observatoire de la Côte D'Azur, dans le cadre des Grands Séminaires de l'Observatoire Midi-Pyrénées.

L'exploration de la galaxie en 3 dimensions avec le satellite Gaia (4 Novembre 2014)

[Dlzlogic]

Bonjour Gilgamesh,
Vraiment merci, j'ignorais totalement que ces mesures étaient faites à partir de satellites. Maintenant, je comprends mieux certaines choses que je lis. Même sans tous les détails, c'est "vraiment un truc de fou".