Patcubitus

Entendre les étoiles? Es ce possible?

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Bonsoir,

 

je viens de lire pas mal de liens donner ici sur la radio astronomie.

Et je m'aperçois qu'en fait, le "jeu" ne consiste pas a écouter au sens stricte du terme les étoiles!

Dite moi si je me trompe? 

 

Un candide astronome. Bon cieux a tous.

Patrice

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salut,

 

la lumière, c'est une onde électromagnétique, et suivant la longueur d'onde (des ondes radio jusqu'au rayon gamma) elle est visible a l’œil.

quand tu téléphone c'est la lumière qui transporte ta voix, et pourtant tu ne dis pas regarder quand tu écoute ^^

 

une image explicative:

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Il y a 12 heures, Patcubitus a dit :

Bonsoir,

 

je viens de lire pas mal de liens donner ici sur la radio astronomie.

Et je m'aperçois qu'en fait, le "jeu" ne consiste pas a écouter au sens stricte du terme les étoiles!

Dite moi si je me trompe? 

 

Un candide astronome. Bon cieux a tous.

Patrice

D'un point de vue physique, il n'y a aucune différence entre un télescope optique ou radio, seule la longueur d'onde change. Les longueurs d'onde étant beaucoup plus longues, les miroirs n'ont pas la même forme. Bien qu'on les nomme antennes, les pros parlent toujours "d'optique" d'un radio-télescope et on retrouve des optiques cassegrain sur la plupart des radiotélescopes (VLA, ALMA, NOEMA etc.).

 

Noter que l'on observe aussi en millimétrique, en IR, UV, et rayons X... La fenêtre visible à l'oeil humain n'est pas la plus intéressante d'un point de vue scientifique !

 

 

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Ok Ouille et Spectahm,

Ça je l'ai bien compris, que se sont juste des longueurs d'ondes différentes.

Il y a t'il des astronomes qui écoutent réellement ( avec des enceintes) le soleil et les étoiles, galaxies...ect...

Car, c'est surtout cela qui m'intéresserait. Entendre le soleil en "direct"....ou presque...à 8 minutes et quelques près! ;)

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Le Soleil moribond s'endormir sous une arche,
Et, comme un long linceul traînant à l'Orient,
Entends, ma chère, entends la douce Nuit qui marche.

 

Charles Baudelaire, à l'écoute de la Nuit

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Le son, est une onde mécanique  et la densité des particules dans l'espace est trop faible pour que l'onde sonore ce propage,

depuis la terre on ne peu pas écouter le soleil

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Il y a 5 heures, Patcubitus a dit :

Ok Ouille et Spectahm,

Ça je l'ai bien compris, que se sont juste des longueurs d'ondes différentes.

Il y a t'il des astronomes qui écoutent réellement ( avec des enceintes) le soleil et les étoiles, galaxies...ect...

Car, c'est surtout cela qui m'intéresserait. Entendre le soleil en "direct"....ou presque...à 8 minutes et quelques près! ;)

 

Rien n'empêche de moduler du bruit gaussien en fonction de l'amplitude des signaux reçus, c'est justement le principe de la radio AM.

 

C'est intéressant pour les s-bursts et l-bursts joviens, les pulsars, l'étude des magnétosphères...

 

Voici quelques exemples :

- https://radiojove.gsfc.nasa.gov/observing/sample_data.htm

 

 

 

Attention, il ne s'agit que de modulation d'amplitude, c'est à dire une reconstitution sonore d'une onde lumineuse, exactement comme la radio.

 

Quant à savoir si c'est étudié professionnellement, non, c'est une présentation des données peu utile d'un point de vue scientifique. On utilise plutôt des vues waterfall et beaucoup de data mining en Python/numpy.

 

La modulation sonore a par contre un intérêt pédagogique certain !

Modifié par Spectrahm
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Merci pour vos explications et vos liens.

Je viens d'apprendre beaucoup de choses la. Bien que je sois au courant que le son ne se propage pas dans le vide!

Je pensais que, quand même, il y avait un moyen de capter quelque chose. Un peu comme dans le film: Contact, tiré du roman de Carl Sagan.

 

Je vais "étudier" les liens que vous me donnés, et je reviens vers vous pour d'autres questions, si cela ne vous dérange pas!

 

Bon cieux 

Patrice

 

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SETI n'écoute pas, c'est une romancisation hollywoodienne (pas la première ni la dernière !).

Les chercheurs de SETI, comme à l'interferomètre ATA (plus gros radiotélescope privé au monde) cherchent des signatures de signaux intelligents, en particulier des bandes étroites à des fréquences clés, comme Pi * f(HI).

 

Tu sais peut-être que l'on peut couvrir une large bande à basse énergie, ou une bande étroite à haute énergie (P=k.TB), un peu comme dans une distribution de Dirac. C'est la raison pour laquelle les signaux télécoms utilisent des porteuses à bandes étroites. C'est ce que recherchent les télescopes SETI.

 

Le rayonnement thermique et synchrotron, lui, rayonne en continuum (bande infiniment large suivant la loi de Planck), c'est ce à quoi on s'intéresse en astronomie, toutes bandes confondues. 

Evidemment, ça dépend aussi du sujet d'étude.  En radio comme en IR, optique, ou UV, les analyses photométriques traîtent des signaux continuum, tandis que la spectro traîte des raies atomiques et moléculaires, comme les fameuses raies HI, forêts de Lyman, Balmer etc.

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Par ailleurs, volontiers pour démystifier la radio-astronomie. Je crois être le seul ici à la pratiquer en pro/am. :-)

 

Damien

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Merci Damien pour le contenu très instructif de tes messages.

 

Bien sur Mr  Dirac, Mr Planck et sa constante, ou son mur ;) ne me sont pas inconnus. Mais je ne connais ces sujets qu'en "surface".

 

Je téléchargeai, il y a une bonne quinzaine d'années des "blocs" pour SETI. Que je leur renvoyai une fois analysés:be:. Mais sans savoir que quoi il s'agissait comme longueur d'onde!

 

Peux tu m'expliquer ce qu'est  la pro/am. J'ai mon idée, mais peut être que ce n'est qu'une projection erronée !

 

Bon dimanche

Patrice

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Collaboration professionnels / amateurs.

 

Elle est relativement démocratisée en bande optique via des listes comme spectro-L, beaucoup plus confidentielle en bande radio où le niveau technique reste encore extrêmement faible en France, comme tu l'auras peut-être constaté (énormément de bidouilleurs radio et de low-cost).

Des mesures précises, étalonnées et reproductibles nécessaires à un résultat scientifique ne se voient que rarement. Il faut dire qu'en radio, il n'y a pas de représentation visuelle possible, seule une application rigoureuse des formules peut formaliser un résultat. Or, beaucoup sont des radio-amateurs pointant leur antenne vers le ciel, que des physiciens ou astronomes amateurs s'essayant à la spectro en bande radio. ;-)

 

Pour SETI, en fait on fait des transformées de fourrier à échantillonnage élevé afin de discriminer des bandes étroites. On perd en résolution temporelle pour gagner en fréquentiel, ce n'est donc adapté qu'à des signaux continus. ATA permet de collecter des bandes plus larges, les pipelines de traîtement tournent donc aujourd'hui sur FPGA pour tenir la cadence.

 

Beaucoup de ces technologies se retrouvent aujourd'hui sur des "ogres" comme CHIME qui recherchent des FRB (pulsations rapides non périodiques) sur des bandes atteignant 0.5GHz de large, ce qui nécessite une fréquence d'échantillonnage de 1GHz (théorème de Nyquist). Clusters GPU + FPGA obligatoires, sans parler de la puissance nécessaire pour la corrélation de phase, gros avantage de la radio par rapport à l'optique. De la folie !

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Le 20 Mai 1964, Penzias et Wilson par accident on découvert le "microwave background radiation" qui est partout dans l'univers.

D'abord ils pensaient qu'un nid de pigeons faisait le bruit!5ad3b6a603489_ScreenShot2018-04-15at1_29_24PM.thumb.png.19db00a296c034d9bcb30fd02b67d6b1.png

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Merci pour vos explications dont certaines sont un peu technique pour moi. Mais c'est comme cela qu'on apprend aussi !:be:

Donc,en radio astronomie, on obtient quels résultats concrets ? On enregistre "des courbes"? 

Bonne journée à tous.

Patrice

 

 

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Oui, si tu veux, comme en optique d'ailleurs (les photos bucoliques ne sont pas très utiles en science ;-) )

 

Pour être un peu technique, il y a une différence majeure entre radio et optique, c'est l'énergie des photons, seulement 10e-6eV à 1GHz contre 1eV à 100THz, d'où l'obligation d'une détection temporelle plutôt que spatiale. Comprendre, pas de CCD, un radio télescope un comme un capteur monopixel couvrant une surface assez large dans le ciel, 15° pour mon télescope à 21cm !

 

On peut superposer ces "courbes" sur un axe temporel pour obtenir une "waterfall", ou sur un axe spatial pour obtenir une"heatmap". Le premier est assez employé en spectro, le deuxième en photométrie. Ce n'est pas différent du résultat obtenu par l'oeil humain : il ne fait que coder en puissance le signal reçu sur chaque batonnet de la rétine, et créer une représentation 2D de ces valeurs.

 

La question serait plutôt : à quoi s'intéresse t-on en RA ?

 

- aux champs magnétiques, qui dévient des électrons à vitesse relativiste. Le fléchissement émet un photon dans le vecteur de lancée de la particule. Rayonnement synchrotron, basses fréquences. Les objets d'étude sont les pulsars, le système jovien, les quasars. Ils permettent de tester la relativité générale, les ondes gravitationnelles, les champs magnétiques.

- aux raies atomiques (principalement HI) et moléculaire (principalement CO), souvent redshiftées car non soumises à l'effet Gunn-Peterson. Avantage majeur de la radio en cosmologie, z>40 possible. Objet d'étude : distribution de la matière baryonique, cartographie de la matière manquante. C'est ce que je fais en amateur, mais sur l'hydrogène local.

- au rayonnement thermique de nuages froids, poussières, hydrogène non ionisé, anisotropies de polarisation du CMB (fond diffus). Objet d'étude : cosmologie.

 

La radio est surtout utilisée en cosmo en fait, du fait des propriétés physiques de ces longueurs d'onde. Les méthodes de détection varient assez elles aussi.

VNA a posté une antenne cornet pour le CMB, en réalité on utilise aujourd'hui des bolomètres car le pic de densité spectral est autour de 100GHz et l'on n'a pas besoin de résolution en fréquence, juste de pouvoir numériser la puissance d'une large bande, et les bolomètres correctement étalonnés s'y prêtent mieux.

On n'utilise presque plus d'antennes uniques non plus, sauf en amateur. En général, elles sont remplacées par des réseaux phasés branchés sur des corrélateurs. On ne peut faire ça qu'en radio, l'optique est limitée à la corrélation additive.

 

Enfin, la radio est très, très large en domaine de fréquences, plusieurs milliers de fois plus que l'optique. Les systèmes optiques varient donc eux aussi selon que l'on travaille en décamétrique ou millimétrique.

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Un exemple de waterfall sur une observation spectrale (HI à 21cm) : la distribution de l'hydrogène local, sans correction barycentrique.

transit.png

Les pros obtiennent des résultats beaucoup plus précis, néanmoins l'ordonnée est étalonnée, le flux est en absolu et les mesures ont été confirmées par Wolfgang Hermann de l'observatoire d'Astropeiler en Allemagne. J'ai aussi fait quelques détections formelles en continuum, notamment M87, mais là, ça ressemble juste à une gaussienne dans un repère orthonormé. ;)

 

En tout cas ça donne une bonne idée je pense de ce qu'il est possible de faire en amateur !

 

Modifié par Spectrahm
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Bonjour Patrice,

 

Tu peux faire de la radioastronomie amateur, c'est toujours enrichissant notamment sur le plan des réalisations techniques (antennes, par exemple). Si c'est juste pour écouter et avoir une idée, internet offre de bonnes possibilités : voici par exemple le son de différents pulsar : http://www.jb.man.ac.uk/pulsar/Education/Sounds/

 

Évidement, ce son est capté et filtré par des matériels professionnels. Pour nous radioamateurs lambda, je pense qu'on aurait du mal à entendre un son aussi "clair" même avec du bon matériel. La première raison vient de notre atmosphère qui est comme une couverture sur notre tête...pas facile d'entendre - ou de voir - quelque chose. C'est d'ailleurs pour ça qu'on a lancé les télescopes dans l'espace. De plus, le signal de l'étoile serait parasité par bien d'autres bruits naturels ou artificiels. Nous baignons à chaque seconde dans des milliers d'ondes-radiofréquences...et autres.

 

Enfin, il faut savoir que les ondes radio rebondissement sur les couches de l'atmosphère terrestre ; pour compliquer le tout, elles peuvent aussi plus ou moins se mélanger entre elles. Il n'y a pas non plus de "frontière" parfaitement définit dans le spectre des fréquences "ca ne s'arrete pas, net". C'est toute la difficulté de la radio...ou son plaisir :) Très schématiquement, dans un signal-radio, il y a toujours le signal "pur" - celui qui contient l'information - lequel est englobé dans toutes sortes d'autres signaux parasites qu'on appel le "bruit".Toute la difficulté de la radio consiste à capter ce signal mais aussi et surtout à le séparer du reste. C'est ce qu'on appelle le rapport "signal/bruit" (Tu retrouves ce concept dans les caractéristiques du matériel hi-fi)

 

ici un petit récapitulatif du spectre des fréquence https://www.emitech.fr/fr/mesures-radiofréquences-essais-radio

et des bandes de fréquences radio (en France) http://radio.pagesperso-orange.fr/Bandes.htm

 

a+ Patrick

F5CEY

 

 

 

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Ok, cela me fait beaucoup d'infos en très peu de temps.

 

Quels matériels utilisez vous Damien et Patrick ? En fait, je demanderai plutôt, a quoi ressemble votre matériel?  L'équivalent, dans d'autres longueurs d'ondes, de mon dobson!

 

:1010:pour vos explications que je devrai relire plusieurs fois pour essayé de tout comprendre :confused: ;)

 

Et merci aussi pour les passages sonores, ça me parle énormément :wub:....La musique!

 

Bon cieux, bien que cela ne vous dérange pas outre mesure, pour capter ces ondes la!

Patrice

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Le 4/16/2018 à 17:47, patrick60 a dit :

Enfin, il faut savoir que les ondes radio rebondissement sur les couches de l'atmosphère terrestre ; pour compliquer le tout, elles peuvent aussi plus ou moins se mélanger entre elles. Il n'y a pas non plus de "frontière" parfaitement définit dans le spectre des fréquences "ca ne s'arrete pas, net".

 

La seule exception serait la coupure de la ionosphère vers les 25MHz, selon le jour ou la nuit. Mais sinon c'est clair que ce sont vraiment des pentes douces. Tout au plus, l'absorption de la vapeur d'eau commence à se faire sentir à partir de la bande C, et l'O2 vers les 60GHz (grosse raie d'absorption).

Modifié par Spectrahm

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il y a une heure, Patcubitus a dit :

Quels matériels utilisez vous Damien et Patrick ? En fait, je demanderai plutôt, a quoi ressemble votre matériel?  L'équivalent, dans d'autres longueurs d'ondes, de mon dobson!

 

Voilà un synopsis, me concernant ! Désolé je l'ai écrit en anglais à l'origine et n'ai jamais eu la motiv' de le refaire en français...

https://drive.google.com/open?id=0BzKwhhUsAxugOW9uSlMtdUw0YTQ

 

Je recommande vraiment de regarder ce que fait mon ami Jean-Jacques Maintoux, le Christian Buil de la radio-astronomie amateur :-)

http://f1ehn.pagesperso-orange.fr/fr/f_radioastro.htm

 

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C'est vraiment un matériel spécifique !

Il faut des connaissances en électronique. Pas simple du tout votre discipline.

En observations visuels, si le ciel est dégagé, on a une émotion de suite. En radio astronomie, cela me paraît beaucoup plus compliqué.

Merci pour les liens, il faut que je regarde cela de plus près.

 

Bonne journée Damien

Patrice

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Le 17/04/2018 à 13:24, Patcubitus a dit :

C'est vraiment un matériel spécifique !

Il faut des connaissances en électronique. Pas simple du tout votre discipline.

En observations visuels, si le ciel est dégagé, on a une émotion de suite. En radio astronomie, cela me paraît beaucoup plus compliqué.

Merci pour les liens, il faut que je regarde cela de plus près.

 

Bonne journée Damien

Patrice

 

Bonjour Patrice,

 

Je ne pratique plus la radio et n'ai plus mon matériel A l'époque je m'amusais essentiellement à écouter et faire quelques liaisons radio en phonie (parole) à très longues distances avec les ondes dites "décamétriques".

 

A chaque fréquence, correspond une longueur d'onde spécifique : https://fr.wikipedia.org/wiki/Longueur_d'onde

Ce n'est pas si compliqué. Pour comprendre, regarde le schéma  de la courbe : les "creux" et "bosses" se répètent à intervalles réguliers : c'est la fréquence, mesuré en Hertz (et multiples).  Si tu prends deux points par exemple en hauts de chaque "bosse" , tu as une longueur exprimé en mètre (et multiples) d’où le terme "longueur d'onde"

 

ainsi, en décamétrique, c'est un multiple de dix du mètre : mon antenne était un fils de plus de 25m de long :) (une FD4 pour les connaisseurs)

 

Avec une "cibi" de voiture tu utilises globalement une onde de fréquence 144Mhz (144.000.000 hertz) soit une longueur d'onde d'environ 2 mètres. Voila pourquoi les antennes ont toutes une longueur bien précise. Si c'est un fils comme sur les anciennes chaine HI-FI, regarde l'antenne de la radio FM, elle devrait mesurer 87cm :)

 

C'est pourquoi on parle soit en mètre soit en fréquence c'est pareil. En astro, on parle souvent de la raie "21cm" qui de mémoire est la signature de l'Hydrogène qui "vibre" à sa fréquence spécifique que je te laisse calculer :)

 

voila pourquoi les anciennes antennes étaient très longues, je pense à celle du Titanic ou sur les avions de la seconde guerre mondiale (le fil qui partait au dessus du cockpit jusqu'à l’empennage arrière)

C'était très encombrant alors on a essayé de les plier en carré pour respecter la longueur mais gagner de la place = les antennes des vieux poste TSF des années 1930. Avec le temps et la technologie, chaque antenne est devenu de plus en plus petite. Aujourd'hui en très haute fréquence et supra haute fréquence (on dit THF et SHF) les antennes sont de la taille d'un timbre-poste.

 

si tu ouvres une Livebox, tu en verra une et 99% des gens ne se doutent pas que les antivols dans les magasins - ces espèces de spirales en carré collés sur les fringues ou CD - sont en fait ....des antennes SHF ! :)

 

En radio astro et avec des tres hautes fréquences, la forme de l'antenne change : on a laissé tomber le bout de fil ou l'antenne dite "rateau" par le profane (son vrai nom, c'est l'antenne "Yagi") pour adopter la parabole comme dans le miroir de telescope; c'est à la fois pour une raison pratique - elle concentre les signaux en son centre - et technique (les collègues me reprennent si je dis une betise...je cite tout de mémoire :) Il faut savoir qu'il y a des phénomènes très complexe lorsqu'on "travaille" en hautes-fréquences ou les composants et ondes se comportent différemment qu'en basse fréquence.

 

Coté matériel, c'est effectivement spécifique mais le schema de base est toujours le meme : il faut

1 antenne pour capter le signal

1 liaison (généralement un cable spécial) pour le transporter vers ...

1 recepteur (voire un emetteur/recepteur, les deux existent)

1 ordinateur pour traiter les données.

 

tout le reste ne consiste qu'en systeme de filtre d'amélioration voire de ré-amplification du signal capté. Comme en astro, il y en a pour tous les gouts et tous les prix. Car le plus dur, c'est bien de filtrer ce signal mais aussi le préserver : non seulement il est tres faible, il vient de très loin en radio-astro mais en plus tu en "semes" la moitié à chacun de tes connecteur :) c'est à la fois un défie et un jeu car il n'y a pas deux stations receptrices identiques : selon le lieu, le signal radio sera plus ou moins bien reçu, perturbé etc. Autrement dit, à matériel strictement identique, deux stations recevront un même signal différemment.  (la "force" du signal s'exprime en Bel plus connu de son sous-multiple le décibel ou Db.)

 

Je dirais que si tu veux te lancer dans la radio astro il te faut un certain budget pour acheter un recepteur dedié du cable et quelques filtres "tout pret". Quant a l'antenne, on peut construire des paraboles "simples" avec des support en alu et du grillage (je schématise) pas forcement besoin d'un support en beton etc. En radio, il faut etre bricoleur...

 

tu trouveras plein d'info sur les sites internets radio français. Mieux encore sur le site de l'ARRL - la "bible" - si tu maitrises l'anglais ici : http://www.arrl.org/

bien que je ne vois rien sur la radio-astro qui sort un peu du domaine ?)

 

C'est un loisir passionnant mais je vais te décevoir un peu : n'espère pas trop recevoir le dernier SMS d'E.T comme dans "Contact"...un film que j'adore

 

Bref : bienvenu club ! attention, la radio c'est comme l'astro : tres contagieux :)  

Patrick

 

 

 

 

Modifié par patrick60
correction dé fotes dortografe
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à l’instant, patrick60 a dit :

En observations visuels, si le ciel est dégagé, on a une émotion de suite. En radio astronomie, cela me paraît beaucoup plus compliqué.

 

je peux te certifier que lorsque tu as fabriqué et réglé pendant des heures ton antenne ; que tu prends le micro; lance l'appel en "DX" (en international) une fois, deux fois et qu'à la troisième fois on te reponds de l'antarctique ou du fin fond de la Sibérie alors que tu es au nord de Paris, tu as l'adrénaline qui monte :)

 

La radio est proche de l'astro : énormément de patience de temps et de réglages mais quand tu chopes ce que tu veux la satisfaction est immense.

 

Pat

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Merci Patrick pour tous ces renseignements précis et très clairs.:1010:

 

J'aurai d'autres questions, mais ces jours ci je suis un peu surbooké et je me couche assez tard, étant donné qu'enfin le ciel est dégagé :be:. Quel pied de revoir des galaxies, des amas globulaires et Jupiter qui même trop bas sur l'horizon m'enchante:wub:

 

Bon week end et bon ciel.

Patrice

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