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À une époque, tout le monde devait regarder les cieux était leurs yeux nus. Les merveilles révélées par ce processus étaient assez nombreuses, mais l’introduction du télescope Galileos au début du 17ème siècle marqua un grand progrès technologique sans cesse croissant dans l’exploration du ciel par l’humanité. Aujourd'hui, une variété d'instruments optiques et non optiques continuent à élargir notre compréhension et notre appréciation du cosmos.
Télescopes optiques
L'instrument de télescope optique désormais indispensable a été mis au point par Galileo Galilei en 1609, bien que d'autres aient déjà créé des outils similaires. Il a utilisé son "spyglass à trois pouvoirs" pour découvrir les quatre lunes principales de Jupiter ainsi que de nombreuses caractéristiques inconnues de la lune.Au fil des siècles, les télescopes ont évolué de simples objets tenus à la main à des bêtes montées dans des observatoires au sommet des montagnes et enfin à des télescopes en orbite autour de la Terre dans l'espace, ce qui présentait l'avantage d'éliminer les distorsions atmosphériques du champ visuel. Les télescopes d’aujourd’hui sont capables de voir presque au bord de l’univers connu, laissant entrevoir à l’humanité plusieurs milliards d’années.
Radiotélescopes
Contrairement aux télescopes classiques, les radiotélescopes détectent et évaluent les objets célestes à l’aide non pas des ondes lumineuses qu’ils émettent, mais de leurs ondes radio. Plutôt que d'être tubulaires, ces télescopes sont construits sous forme de paraboles et sont souvent disposés en réseaux. Ce n'est que grâce à ces télescopes que des objets tels que les pulsars et les quasars sont devenus partie intégrante du lexique astronomique. Tandis que des objets visibles tels que les étoiles et les galaxies émettent des ondes radio ainsi que des ondes lumineuses, d'autres ne peuvent être détectés que par des radiotélescopes.
Spectroscopes
La spectroscopie est l'étude de différentes longueurs d'onde de la lumière. Beaucoup de ces longueurs d'onde sont visibles à l'œil humain sous forme de couleurs distinctes; un prisme, par exemple, sépare la lumière ordinaire en différents spectres. L'introduction de la spectroscopie dans l'astronomie a donné naissance à la science de l'astrophysique, car elle permet une analyse exhaustive d'objets tels que les étoiles, ce que la simple visualisation ne permet pas. Par exemple, les astronomes peuvent désormais placer des étoiles dans différentes classes stellaires en fonction de leurs spectres distincts. Chaque élément chimique possède son propre motif spectral "signature". Il est donc possible d'analyser la composition d'une étoile de plusieurs milliers d'années-lumière à condition que les astronomes puissent capter sa lumière.
Star Charts
Sans télescopes, jumelles et autres instruments d'observation, les cartes stellaires n'existeraient pas comme elles le sont aujourd'hui. Mais les cartes d'étoiles, en plus de servir de guides au ciel pour les astronomes et de simples férus d'astronomie, ont été d'importants outils dans des domaines de la vie non astronomiques, tels que la navigation nautique. Internet et d'autres médias modernes ont créé des tableaux de stars, dont beaucoup sont interactifs, presque omniprésents. Mais les diagrammes d'étoiles existent depuis des millénaires sous une forme ou une autre. En effet, en 1979, les archéologues ont découvert une tablette d’ivoire datant de plus de 32 500 ans et censée représenter, entre autres, la constellation d’Orion.