Observatoire d’astrophysique de Crimée

L’Observatoire astrophysique de Crimée (abrégé KrAO) est situé sur la côte sud de la Crimée. Le premier observatoire de la péninsule a été fondé par Nikolay Sergeevich Maltsev, un riche astronome amateur, en 1900 sur le mont Koshka, près du village de Simeiz.

Histoire du développement de l’astronomie en Crimée dans la première moitié du XXe siècle et premières découvertes des astronomes de Crimée

En 1906, Alexey Pavlovich Gansky, de l’observatoire de Pulkovo, est venu en Crimée pour étudier l’astroclimat local. Au cours de ce voyage, A.P. Gansky a découvert l’observatoire privé de N.S. Maltsev, qui consistait à l’époque en deux dômes sans télescope. Le gardien de l’observatoire apprend à A.P. Gansky que son propriétaire vit à Tsarskoye Selo. Après un bref dialogue, le passionné d’astronomie a placé l’observatoire sous la supervision des astronomes de l’Observatoire de Pulkovo.

Image de 254 mètres de haut du mont Koshka, où a été établi le premier observatoire astronomique de Crimée. La montagne a été nommée ainsi parce que son contour ressemble à un chat couché. Sur son sommet, les archéologues ont découvert les vestiges de forteresses antiques et médiévales des Tauriens, des Byzantins et des Génois.

Avant même l’ouverture officielle en 1912, l’observatoire a reçu en 1908 un double astrographe compact d’un diamètre de 12 cm, commandé par N.S. Maltsev. Cet instrument a permis de réaliser l’une des premières découvertes astronomiques des planètes mineures du système solaire en Russie. Le 15 septembre 1911, S. I. Belyavsky (premier directeur de l’observatoire de 1909 à 1925) découvrit la comète C/1911 S3 (Belyavsky). Un autre astronome de l’observatoire de Pulkovo, G. N. Neuimin (directeur de l’observatoire de 1925 à 1931 et de 1936 à 1941) est connu pour avoir découvert les premiers astéroïdes en Russie. Le 14 mars 1913, G.N. Neuimin a découvert l’astéroïde (748) Simeiza. Entre 1908 et 1941, 149 astéroïdes inconnus jusqu’alors et 8 comètes ont été découverts à Simeiza. En 1912-1914, l’astrographe de 12 cm de l’observatoire s’est classé deuxième au monde pour le nombre d’astéroïdes découverts, après l’astrographe de 50 cm de l’observatoire de Heidelberg en Allemagne. Parmi les astéroïdes découverts au cours de ces années, citons (749) Maltsovia (découvert le 5 avril 1913 et nommé d’après le fondateur de l’observatoire) et (951) Gaspra (découvert le 30 juillet 1916 et nommé d’après le village de Crimée où Léon Tolstoï a vécu pendant une longue période). Ce dernier astéroïde a été le premier astéroïde à être survolé par une sonde spatiale. Cet événement s’est produit le 29 octobre 1991 et la sonde s’est appelée Galileo. Le survol historique de l’astéroïde Gaspra est une conséquence de la catastrophe de Challenger, qui a mis fin à l’utilisation de l’étage supérieur à carburant liquide Centaur pour le lancement d’une station interplanétaire.

Image de l’astéroïde Gaspra prise par la station interplanétaire Galileo

Après la révolution, Nikolay Maltsev émigra en France, où il mourut, et l’observatoire de Simeiz, sous les nouvelles autorités, poursuivit ses observations astronomiques. En 1925, l’observatoire reçut un réflecteur de 1,02 m (fabriqué en Angleterre par Grebb-Parsons). C’est le premier télescope de l’URSS dont le diamètre dépasse un mètre. Au moment de son installation, le nouveau télescope était également le deuxième plus grand d’Europe. Le nouvel instrument a été principalement utilisé pour la spectroscopie. L’un des principaux résultats du télescope a été la mesure des vitesses radiales de 800 étoiles sous la direction de Grigory Shain. Ces mêmes observations spectroscopiques d’étoiles ont permis à G. Shain, avec O. Struve, de déterminer que les étoiles des premiers types spectraux tournent beaucoup plus vite que notre Soleil. D’autres instruments de l’observatoire ont été utilisés pour étudier l’activité solaire.

Histoire de l’Observatoire de Crimée dans la seconde moitié du XXe siècle

Au cours des combats de la Grande Guerre patriotique, l’Observatoire de Simeiz a été détruit et la plupart de ses équipements ont été perdus. En particulier, le principal instrument de l’observatoire (un réflecteur de 1,02 m) a été retrouvé plus tard en Allemagne, hors d’état de fonctionner (avec un miroir endommagé).

L’Observatoire de Simeiz aujourd’hui

Il fut donc décidé de construire un second observatoire sur la péninsule, loin de la mer, dans une zone bénéficiant d’un meilleur astroclimat. Les premiers télescopes du nouvel observatoire furent un réflecteur de 1,22 mètre et un double astrographe de 0,4 mètre, reçus en réparation de l’Allemagne. Le premier de ces instruments a été fabriqué en 1924 et a été utilisé à l’observatoire de Potsdam jusqu’à la guerre. Le second instrument a été fabriqué en 1944 et était à l’origine destiné à un observatoire italien. Aujourd’hui, ces deux instruments sont inutilisables à l’Observatoire de Crimée en raison de l’usure importante des pièces mécaniques.

L’observatoire moderne de Crimée près du village de Nauchny

Le premier instrument de l’observatoire est devenu célèbre grâce à la découverte d’une possible activité volcanique sur la Lune (observations spectroscopiques du cratère Alfons par N. A. Kozyrev). Grâce au double astrographe des époux Chernykh (Nikolay Stepanovich et Lyudmila Ivanovna), l’Observatoire de Crimée est devenu le leader du nombre d’astéroïdes découverts jusqu’au milieu des années 90 du 20e siècle. Environ 1,5 millier d’astéroïdes et trois comètes ont été découverts grâce à l’instrument.

Le troisième télescope du nouvel observatoire était un télescope à ménisque Maksutov de 0,5 mètre de production nationale (fabriqué à l’usine LOMO) équipé d’un tube de télévision. La nouvelle technologie a permis en 1964 d’établir un record mondial : la perméabilité de 20 magnitudes d’étoiles en 4 secondes. Dans les années 90 du XXe siècle, cet instrument a été utilisé par Valentina Vladimirovna Prokofieva-Mikhailovskaya pour détecter une éventuelle dualité proche sur cinq astéroïdes grâce à l’analyse de fréquence de leur photométrie couleur : en 1992 sur 87 Silvia, en 1994 sur 423 Diotima, 4179 Tautatis et 1620 Geographer, ainsi qu’en 2004 sur 21 Lutetia. Les observations de 2001-2004 utilisant l’optique adaptative des télescopes Keck et VLT ont permis de trouver deux satellites avec des paramètres orbitaux différents de ceux proposés par V.V. Prokofieva-Mihai pour 87 Silvia. Prokofieva-Mikhailovskaya. D’autre part, les images détaillées ont montré une forte élongation du corps central du système :

Positions des satellites de l’astéroïde

À cet égard, il n’est pas exclu que l’hypothèse des astronomes de Crimée se confirme à l’avenir, et que 87 Silvia soit un système de quatre astéroïdes à la fois (deux petits satellites tournent autour d’une paire d’astéroïdes proches). En faveur de cette hypothèse, la densité anormalement faible de l’astéroïde central de forme allongée : 1,2 gramme par centimètre cube (valeur obtenue à partir de la détermination de sa masse par l’observation des deux satellites). L’astéroïde 87 Silvia est actuellement le 8e plus gros astéroïde de la ceinture principale. Si l’hypothèse des astronomes de Crimée concernant la dualité du corps central de l’astéroïde 87 Silvia se confirme à l’avenir, il pourrait s’agir de la première découverte d’un satellite sur les astéroïdes. À titre de comparaison, ce résultat appartient désormais à la station Galileo, qui a découvert en 1994 le satellite Dactyl sur l’astéroïde 243 Ida. En revanche, les études détaillées actuelles ont permis d’exclure la dualité de trois autres candidats aux astéroïdes doubles proches : 4179 Tautatis et 1620 Geograph (via le radar), et 21 Lutetia (via les images de Rosetta).

Documents sur le sujet

Un autre télescope pionnier a été installé à l’Observatoire de Crimée en 1978 : le télescope Synthesis (AST-1200), dont le miroir primaire comportait sept segments hexagonaux. Le développement de ce télescope innovant a été mené par le troisième directeur de l’observatoire, Nikolai Vladimirovich Steshenko, qui a dirigé l’observatoire de 1987 à 2005. En outre, sous la direction de N.V. Steshenko, l’observatoire a maîtrisé la technologie de création de grands miroirs à partir de syntall.

Dans les années 50 du 20e siècle, l’observatoire a compilé un catalogue de nébuleuses d’émission comprenant 285 objets.

En 1961, l’observatoire de Crimée a acquis un télescope de 2,6 mètres, également de production nationale (fabriqué à l’usine LOMO). À l’époque, ce télescope était le plus grand d’Europe et d’URSS et occupait la troisième place au niveau mondial. Pendant une heure d’exposition, le télescope est théoriquement capable de détecter des étoiles jusqu’à 25 magnitudes stellaires (la luminosité de fond du ciel dans l’observatoire est d’environ 22 magnitudes stellaires par seconde angulaire carrée). Aujourd’hui, le télescope porte le nom du premier directeur de l’Observatoire de Crimée — le télescope Shain. Le télescope a été utilisé pour affiner la trajectoire des premières stations interplanétaires soviétiques lancées vers Mars. Parallèlement, plusieurs autres grands télescopes optiques sont apparus dans l’observatoire au fil du temps : en 1964, le télescope AZT-8 de 0,7 m, en 1981 le télescope AZT-11 entièrement automatique de 1,25 m, en 1983 le télescope RK-800 de 0,8 m, en 1987 le télescope d’un mètre de la firme Zeiss.

L’instrument principal de l’observatoire est le télescope Shain avec un miroir de 2,6 mètres.

Le télescope métrique de l’Observatoire est utilisé au début du 21e siècle pour mesurer les vitesses radiales des étoiles avec une précision de plusieurs centaines de mètres, ce qui permet de préciser les caractéristiques des systèmes d’étoiles doubles proches. En général, l’Observatoire de Crimée dispose de plus de dix télescopes et emploie une centaine de chercheurs. Récemment, l’observatoire a créé une bibliothèque électronique basée sur la numérisation de vieilles plaques photographiques obtenues au milieu du 20e siècle lors de la mise en œuvre du plan de l’académicien Shain.

Dans les environs de KRAO se trouve la station GAISH de Crimée, fondée en 1958. Elle se compose de télescopes de 1,25 m, 0,6 m, 0,5 m, 0,48 m, 0,4 m et 0,18 m. Bien qu’aujourd’hui la plupart des télescopes de cet observatoire soient équipés de CCD, ses archives comptent plus de 20 000 plaques photographiques réalisées au 20e siècle.

La côte sud de la Crimée est une zone densément peuplée avec un grand potentiel touristique. À cet égard, les astronomes des observatoires de Crimée doivent lutter contre les tentatives de développement résidentiel à proximité des télescopes.

Participation de l’astronomie de Crimée au développement de l’astronomie extra-atmosphérique et des observations toutes ondes

L’observatoire de Crimée dispose d’un laboratoire de haute qualité pour la production d’instruments optiques destinés aux engins spatiaux. C’est dans ce laboratoire qu’ont été créés le photomètre de rayonnement du ciel pour «Lunokhod-2» et le télescope ultraviolet de 0,8 m pour l’observatoire «Astron». Aujourd’hui, l’observatoire participe au projet de construction d’un télescope spatial de 1,7 mètre «Spektr-UV». D’autre part, l’observatoire a participé à la création d’équipements pour des vaisseaux spatiaux destinés à étudier le Soleil : dans les rayons ultraviolets («Sputnik-3», «Cosmos-166», «Intercosmos-16»), ainsi que les instruments «KDS-3» et «OST-1» pour la station orbitale habitée «Salyut-4». L’observatoire abrite également plusieurs télémètres laser avec des diamètres de télescope allant jusqu’à 1 mètre, qui ont été utilisés pour la localisation laser des Lunokhods et des satellites géocroiseurs.

La première carte de la face arrière de la Lune, établie à partir des images de la station Luna-3

Outre l’astronomie optique, l’Observatoire de Crimée a également maîtrisé d’autres domaines de la gamme électromagnétique. À l’automne 1967, un radiotélescope RT-22 de 22 mètres a été installé sur le site de Simeiza. Ce radiotélescope est utilisé dans le cadre du RSDB pour des observations conjointes avec une antenne similaire à Pushchino. Ces observations ont permis d’obtenir une résolution angulaire de 2 microsecondes angulaires à une longueur d’onde de 1,35 cm. En 1959, une station radio-technique temporaire a également été installée à la station Simeizsky pour recevoir les premières images de la face arrière de la Lune en provenance de la station Luna-3.

L’astronomie gamma a également été activement développée à l’Observatoire de Crimée. Tout d’abord, en 1972, quatre miroirs de 1,5 mètre ont été installés à cet effet. Plus tard, en 1989, l’installation a été étendue à la version GT48, composée de 48 miroirs de 1,2 mètre de diamètre avec une surface effective totale de 54 mètres carrés. Cette installation a permis d’enregistrer les émissions de rayons gamma d’une jeune étoile à neutrons proche, Geminga, et de deux galaxies à noyau actif (3C 66A et BL Lac).

Étude du soleil en Crimée

Le nombre de jours clairs sur la péninsule étant d’environ 170 par an, l’astronomie et l’énergie solaires se développent activement en Crimée. Cinq télescopes de l’observatoire de Crimée sont spécialisés dans l’étude du Soleil, leur diamètre allant de 0,21 à 1,2 mètre. Au début, dans les années 30 du 20e siècle, l’observatoire s’est spécialisé dans la surveillance quotidienne du nombre et de la surface des taches solaires. En 1938, des observations visuelles de la chromosphère solaire dans les raies d’hydrogène ont commencé. Cela permet de déterminer quotidiennement le nombre et l’intensité des floculus et des fibres, de suivre l’évolution des éruptions chromosphériques et d’estimer leur puissance. Après la guerre, la photographie sur pellicule a commencé à être utilisée pour enregistrer les processus rapides sur le Soleil et obtenir une image détaillée de leur développement. L’enregistrement des champs magnétiques des taches solaires a débuté en 1955. Dans les années 70 du XXe siècle, l’observatoire a commencé à développer une nouvelle orientation : l’héliosismologie (la science des oscillations de la surface du Soleil). L’impulsion pour le développement de cette direction a été la découverte par l’astronome de Crimée A.B. Severny (le deuxième directeur de l’observatoire en 1952-1987) en 1976 des oscillations de 160 minutes de la surface du Soleil. Grâce à la spectroscopie, il est devenu possible de mesurer les vitesses radiales de la surface du Soleil avec une précision de 1 mètre par seconde. Cela a permis d’obtenir de nouvelles informations sur la structure interne du Soleil et la rotation de ses couches profondes.

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Date de publication: 12-26-2023

Mettre à jour la date: 12-26-2023