Download
1 / 28
280 likes | 396 Vues
La radioastronomie. Les débuts de la radioastronomie en France Le centre de radioastronomie de Nançay La réception du signal L'analyse du signal Les sources astronomiques Exemple pratique d'application. Les débuts en France. Butin de guerre. Il y eut tout d'abord les
E N D
La radioastronomie Les débuts de la radioastronomie en France Le centre de radioastronomie de Nançay La réception du signal L'analyse du signal Les sources astronomiques Exemple pratique d'application Stage DAFOP 19 janvier 2010
Les débuts en France.Butin de guerre Il y eut tout d'abord les essais de M. Laffineur à l'OHP, avec un instrument méridien dans les années 1950-55 Puis la création de Nançay, avec la récupération de radars militaires. Stage DAFOP 19 janvier 2010
Le centre de Nançay De drôles d'engins… Stage DAFOP 19 janvier 2010
De curieux alignements,Il doit y avoir de la vie intelligente… Stage DAFOP 19 janvier 2010
De curieuses constructions dignes d'Eiffel… Stage DAFOP 19 janvier 2010
Les miroirs en radioastronomie • Un grillage fin réfléchit les ondes radio décimétriques Stage DAFOP 19 janvier 2010
Un alignement plan parfait à /10 Stage DAFOP 19 janvier 2010
Le grand radio télescope, un Schmidt méridien Miroir de 220 m X 40 m Stage DAFOP 19 janvier 2010
Un miroir vraiment sphérique Stage DAFOP 19 janvier 2010
Bonne résolution ? rd = 1,22 /D ' =4200 /D (en minute d'arc) D= "diamètre équivalent" du télescope en mètre = longueur d'onde en mètre Par exemple à la longueur d'onde de 21 cm la résolution pour le grand radio télescope de Nançay est de 22' x 4' Pour l'interféromètre de 1000 m la résolution est < 1' Stage DAFOP 19 janvier 2010
Enregistrement du signal Un chariot mobile au foyer Un cornet (ou deux),avec guide d'onde, qui ne voit presque que le miroir Une antenne dipôle au fond du guide Un préamplificateur refroidi Un mélangeur de fréquence Un bon analyseur du signal Parlons analyse du signal… Stage DAFOP 19 janvier 2010
Les caractéristiques d'une onde Une onde lumineuse est caractérisée par un phénomène périodique, E(t), fonction du temps t E(t)= A sin( t + ) E • = 2 / T = 2 =c / = longueur d'onde = fréquence En radio les fréquences sont basses, par rapport à l’optique. Nous pourrons "manipuler" ces ondes Stage DAFOP 19 janvier 2010
Effet d'une onde sur un conducteur…. Par exemple, un miroir plan ou sur un fil (antenne), c'est la même chose… Les électrons font des va-et-vient. On enregistre un signal qui varie rapidement avec le temps. S'il y a un grand nombre d'ondes mélangées, chacune avec une fréquence différente, le signal semblera erratique. Stage DAFOP 19 janvier 2010
Parlons analyse du signal S(t) La transformation de Fourier en équation On passe du signal temporel au spectre en fréquence ! Compréhension avec les mains.... Stage DAFOP 19 janvier 2010
Combinons des sinusoïdesd'abord 3 fonctions sinusoïdales E(t) de fréquences différentes Une fois ajoutée le signal semble erratique… Stage DAFOP 19 janvier 2010
Comment retrouver les sinusoïdes Je choisis une fréquence quelconque entre moins l'infini et plus l'infini) et je construis, pour cette fréquence, une sinusoïde test T=sin(2 t) que je multiplie par le signal S(t) à chaque temps t. J'obtiens : TxS pour chaque temps t. Je somme tous ces produits pour tous les temps t et j'obtiens une valeur F() pour cette fréquence. Je répète l'opération pour toutes les fréquences. J'obtiens tous les F(). Est-ce le spectre cherché ? Quand j'utiliserai une fréquence contenue dans le signal, aurais-je un produit TxS maximum ? Non car T est peut-être décalée d'une quantité arbitraire. Comment faire ? Stage DAFOP 19 janvier 2010
Comment retrouver les sinusoïdes Je peux prendre pour T une série de sinusoïdes : T=sin(2 t + d), d variant de 0 à T et de tous les produits TxS à chaque temps, je ne garde que celui qui est le plus grand. Les F() représentent le spectre cherché, qui aura des valeurs fortes pour une valeur si cette fréquence était dans le signal. En fait, on peut procéder autrement. On calcule T comme dans la diapo précédente avec une fonction sinus (disons Ts). On refait de même avec une fonction cosinus, disons Tc, et on combine les sommes sous la forme (Tc - i Ts) x S=S exp(-2it) On réalise bien la même chose que l'intégrale Stage DAFOP 19 janvier 2010
Le résultat…. Stage DAFOP 19 janvier 2010
Parlons pointage immobile Comment les antennes immobiles pointent-elles une direction donnée. Stage DAFOP 19 janvier 2010
Manipulons les retards Considérons deux antennes seulement. Pour former une image il faut combiner les signaux des deux récepteurs. Si on combine les signaux qui arrivent au même moment, la source sera située sur le plan médiateur des deux récepteurs. Si on combine les signaux décalés dans le temps l'un par rapport à l'autre, l'image sera celle d'une source venant sous un angle correspondant au décalage. Stage DAFOP 19 janvier 2010
Les sources radioastronomiques • Hydrogène neutre HI =21 cm Niveau hyperfin • MASER OH Laser en onde =10cm décimétrique (émission stimulée) • Effet synchrotron par des électrons relativistes Stage DAFOP 19 janvier 2010
Les précurseurs… et les suivants Les pionniers qui poussaient le chariot à la main et étalaient du grillage devant le cornet. Stage DAFOP 19 janvier 2010
Un article mémorable Stage DAFOP 19 janvier 2010
Tully, avant…, Après Stage DAFOP 19 janvier 2010
Plusieurs remarques à faire Graduations en x Vitesses optiques/radio HI_Local Stage DAFOP 19 janvier 2010
Vitesse de rotation d’une galaxie 2DV Stage DAFOP 19 janvier 2010
Attention… Vitesse radiale ! Stage DAFOP 19 janvier 2010
Relation de Tully-Fisher Stage DAFOP 19 janvier 2010
