Le télescope doit être mis en station et la caméra montée au foyer du télescope. Ensuite, il faut refroidir la caméra. En principe, les caméras du commerce ont un système de refroidissement à éléments Peltier. Il faut prendre garde à ce que de la buée ne se forme pas sur le hublot. Nous avons remarqué que si l'on ouvrait l'obturateur de la caméra durant le refroidissement, nous n'avions pas de problème de buée. Il faut compter environ une demi-heure pour que la caméra soit opérationnelle.

Le logiciel PRISM V4 qui permet l'acquisition des images pour notre caméra Hi-Sis22 dispose d'un mode "Focus". Il faut choisir une étoile et la pointer. Le mode "Focus" représente graphiquement (coupes horizontale et verticale) l'étalement de l'étoile. On peut voir également un graphique de la surface de l'étoile. Plus cette surface est petite, meilleure est la focalisation.

L'image FLAT ou PLU (image d'un champ uniforme) nous servira au pré-traitement de nos images. Il permettra de corriger les défauts de l'optique (poussières, vignettage, etc...).

Il y a plusieurs façon de faire une image FLAT. La plus connue est de faire une image du ciel lorsque le Soleil est couché (pour que ce ne soit pas trop lumineux) et que les étoiles ne sont pas encore visibles (pour ne pas les avoir sur l'image). Cette solution comporte bien des inconvénients : l'installation du système doit être prête avant la nuit et la focalisation doit déjà être faite). Il existe d'autres méthodes, image d'un écran rétro-éclairé par exemple. Dans notre cas, nous profitons du mur de notre maison que nous éclairons avec une bonne lampe pour faire les flats. A nouveau, à l'aide de PRISM, les flats sont pris quasiment automatiquement.

Nous enregistrons plusieurs images afin de pouvoir réaliser une pile médiane. La médiane permet de diminuer le bruit.

32 K  Image FLAT. Les petits cercles sont des poussières sur l'optique. On peut également remarquer l'effet du vignettage.

Le temps de pose n'est pas, non plus, à négliger lors de la réalisation de flats, un temps de pose trop court, ou trop long, peut amener certains problèmes comme le montre notre dossier.

En principe, cette image peut être prise une seule fois, car elle dépend de la caméra et ne devrait en principe pas changer. La pose doit être la plus courte possible avec obturateur fermé. Cette image sera comme le FLAT utilisée au prétraitement. Comme pour le FLAT, nous réalisons plusieurs images pour faire une pile médiane.

Nous avons toutefois remarqué qu'avec notre caméra, la valeur moyenne de l'offset variait selon la température, ce qui nous oblige à en faire à chaque séance d'observation (à la limite, si l'on voulait être perfectionniste, on en ferait après chaque image).

 

Malgré que la caméra soit refroidie, il reste tout de même un courant d'obscurité. Plus la température est élevée plus le capteur CCD va générer spontanément des charges qui vont s'ajouter à celles obtenues par réaction avec des photons. Ce courant d'obscurité est donc proportionnel à la température mais aussi au temps d'exposition.

Pour chaque temps de pose, il faudra donc réaliser une série d'images "NOIR". Comme pour le FLAT et le BIAS, on réalise plusieurs images pour faire la pile médiane. Ces images se prennent avec l'obturateur fermé.

Pour des poses de l'ordre de 30 secondes à 1 minutes (ce qui est le plus souvent le cas), le niveau moyen du "NOIR" lorsque notre caméra est bien refroidie, est de l'ordre de 1 à 2 niveaux. Comme le bruit thermique est plus grand que cela (environ 14 niveaux), la seule utilité d'enlever le "NOIR" de l'image est d'enlever les points chauds.

Les points chauds sont des pixels de la caméra dont la génération de charges thermique est plus grande que la moyenne des autres points. Ils apparaissent sur une image brute comme de petites étoiles d'un pixel.

 

Il nous reste à pointer l'objet désiré. Ce qui n'est pas toujours une mince affaire car le champ est très restreint (11' x 7.3').

Avant d'avoir nos cercles digitaux, on utilisait 3 méthodes différentes :

Si l'objet était visible au chercheur, pas de problème. On le mettait au centre du réticule et on le retrouvait en général au centre du capteur CCD.

Une deuxième méthode a été utilisée pour l'instant sur M57. Pendant une nuit d'observation sans la CCD, on pointe l'objet voulu puis on se déplace vers une étoile proche et brillante à vitesse rapide des moteurs en comptant le temps en secondes dans chaque axe. Lorsque l'on veut pointer l'objet, on vise tout d'abord l'étoile proche. On la met au centre du CCD. Puis, on bouge la monture avec les vitesses rapides des moteurs dans l'autre sens, en comptant le temps. On a vu qu'avec une précision de la demi-seconde, l'objet voulu se trouve dans le CCD.

La troisième méthode, est de pointer une étoile proche, puis, à l'aide de cartes de champ venant d'un logiciel de planétarium comme l'Atlas des Pises par exemple on chemine d'étoiles en étoiles jusqu'à l'objet. Le tout est d'avoir un catalogue avec assez d'étoiles. Le GSC (Guide Star Catalogue : le catalogue d'étoile utilisé pour le HST) avec ses 15 millions d'étoiles est nécessaire. C'est après avoir cheminé pendant 45 minute pour trouver un astéroide et que, ne le voyant pas dans le champ alors qu'il devait y être bien visible, puis s'être aperçus que l'astéroide était en réalité un bout plus loin (problèmes avec les paramètres de l'astéroide) et qu'il fallait tout recommencer, qu'on s'est décidé à se procurer des cercles digitaux.

Avec ces cercles (voir le matériel), on pointe une étoile assez proche selon la première méthode expliquée ci-dessus. On la met au centre du capteur CCD. On realigne les codeurs et finalement, on se déplace sur l'objet voulu en regardant la position du télescope affichée sur la carte du ciel de PRISM. A ce moment-là, l'objet recherché est dans l'image.

 

Dans la prise d'image, deux paramètres entrent en ligne de compte. Le temps de pose et le binning. Ces deux paramètres dépendent de l'objet choisi et de sa position. Vu que nous ne possédons pas de système de correction de suivi, nous nous basons uniquement sur les performances de la monture.

Le temps de pose maximal que nous autorise notre installation dépend de la position de l'objet. Pour un objet de faible déclinaison, des temps d'environ 60 secondes sont acceptables. Pour des objets à forte déclinaison, M82 par exemple, des temps de pose jusqu'à 3 minutes sont possibles. Ceci vient du fait que la distance parcourue dans le ciel par unité de temps par les astres est plus faible à haute déclinaison. A l'extrême, l'étoile polaire ne se déplace pratiquement pas. Donc l'erreur de poursuite de la monture est plus faible à haute déclinaison.

En ce qui concerne le binning, en regroupant les pixels 2 par 2 ou 3 par 3, on diminue la résolution , ce qui permet de faire des temps de pose plus longs, et on augmente la sensibilité. D'où, pour des objets plus faibles comme M51 par exemple, un binning 2x2 a été utilisé.

Pour chaque objet que l'on veut imager, on prend plusieurs poses (en général un nombre impair, pour pouvoir faire une médiane). Puis on prend quelques noirs (5 en général) du même temps de pose. Puis, de temps en temps, quelques offset. Le nombre de poses sur l'objet est important (voir notre dossier à ce sujet). Au début, on ne prenait que quelques image (entre 5 et 10) et le résultat nous satisfaisait. Puis on a commencé à augmenter le nombre de poses. On est passé à 20 puis 30 puis actuellement, on va jusqu'à 60 poses d'une minute. C'est avec ceci qu'on obtient les meilleurs résultats. Pendant que le télescope prend automatiquement ses poses, on peut observer le ciel, ou faire autre chose (traiter des images par exemple).

Et la nuit se passe comme cela...

 

Le traitement d'images

Pour l'instant, on ne traite que très peu nos images. On a remarqué que si les images brutes et prétraitées sont bonnes, elles ne nécessitent pas de traitement spécial. Un petit logarithme afin de mieux visualiser des parties faibles des objets, ou un masque flou pour faire ressortir certains détails suffisent. Nous verrons petit-à-petit ce qui peut améliorer les images sans les rendre trop "synthétiques".