Attention, ne jamais observer le Soleil sans une bonne protection des yeux

Voir ici

Quoi observer sur le Soleil, quel matériel utiliser et comment faire ?

2 - Observation de la photosphère

L'enveloppe gazeuse portant le nom de Photosphère est épaisse de 500 km environ, c'est la " surface " du Soleil.

 

Sans instrument

L'observation sans instrument (mais avec protection ...) ne doit pas être négligée. En effet, la vision que nous avons alors de notre étoile est une image " vraie".

Sans instrument on voit un globe qui a sensiblement le même diamètre apparent que celui de la Lune, soit 1/2 degré environ.

Lunettes type " éclipse"

On trouve ces lunettes chez certains opticiens, et bien sûr sur Internet. Elles sont distribuées, ou vendues, lors des éclipses de Soleil, ou lors d'événements particuliers.

Les plus sûres sont celles en polymère carbone noir, l'image du Soleil est orange.

Elles doivent être certifiées CE 89/686, et surtout ne pas être détériorées d'aucune façon. Tous les autres dispositifs doivent être proscrits !

Masque de protection

Ces masques sont également vendus, ou distribués, lors des phénomènes solaires. Ils sont équipés d'un verre au Protane " type soudeur " d'indice 14.

Conception, réalisation et commercialisation Isoprod. Vendu également par l'association Retina France

L'image du Soleil est gris - bleue

Avec matériel " Solarscope", " Vénuscope" ou "Sunspotter"

Constitués par une caisse en carton ou en bois, ces instruments permettent d'observer les taches, les transits de Mercure et de Vénus, ou encore les éclipses.

L'observation est sans danger, très pratique pour les groupes.

Les marques Solarscopee,t Venuscope et Sunspotter sont des marques déposées.

Avec une paire de jumelles

Avant toute chose, il faut mettre les filtres sur les objectifs des jumelles !

En observation, privée ou publique, il convient de s'assurer de la qualité des filtres et de leurs fixation sur les jumelles.

Les filtres peuvent être constitués de différents matériaux (polymère noir, verre soudeur indice 14, Astrosolar 5). La marque Coronado commercialise des jumelles équipées.

Les taches (si celles-ci ont un diamètre d'environ 12 à 15 000 km) sont visibles avec ce procédé en fonction de la paire de jumelles (7 x 50 minimum).

La photosphère

Globe solaire avec granulation et taches. Lunette de 150 mm et Herschel - 28.04.2013

Granulation et taches mm(Voir également ici)

La granulation fut observée pour la première fois par James Short en 1748. Il constata que la surface du Soleil se décomposait en une multitude de petites zones. Ces zones qui constituent la granulation, sont appelées également grain de riz. Il s'agit en fait plus de polygones irréguliers. Leur dimension est de l'ordre de 1000 km de longueur, comme la France, soit 1,7" d'arc. La granulation est à la limite de la visibilité d'un instrument de 100 mm de diamètre.

La granulation est en évolution constante, un grain ayant une durée de vie de 15 minutes environ.

Entre les grains, dans les couloirs intergranulaires, on peut voir parfois des filigrees, qui sont des points de 150 km environ et qui forment une sorte de réseau. Il est probable que ce sont des tubes de flux pénétrant la photosphère. La durée de vie de ces éléments est de l'ordre de 30 minutes. Ils sont observables avec un diamètre de 400 mm au moins, et dans la longueur d'onde de 430 nm.

 

Les grains sont séparés par l'espace intergranulaire, où l'on peut voir les filigreesmm m

 

Voir sur le site du GFOES le manuel d'observation des phénomènes solaires en lumière blanche

Structure et pénombre d'une tache solaire: PDF en anglais

Naissance et vie d'un groupe de taches sur 13 jours

Les taches, connues depuis - 800 environ en Chine, ont été photographiées pour la première fois en 1845 par Léon Foucault et Fizeau. voir l'image ici

Le diamètre d'une tache est de 5 000 à 10 000 km environ, mais certaines sont beaucoup plus importantes et peuvent atteindre plus de 300 000 km ! Pour être visible avec une paire de lunette type éclipse il faut que la tache fasse 4', soit 36 000 km de diamètre.

La tache se présente sous la forme d'une zone sombre, que l'on appelle ombre, qui est entourée d'une zone plus claire appelée pénombre. La tache a une température d'environ 3700 K, alors que la photosphère est à environ 5700 K.

La pénombre est constituée de fibres sombres, qui ont une largeur d'environ 200 km. En superposition sur les fibres, on trouve des fibrilles, ombres sombres semi-transparentes, difficiles à observer lorsque la résolution est inférieure à 1". Dans ce cas, on ne peut faire de distinction entre les fibrilles et les fibres sombres. Au bout de quelques jours (ou quelques semaines), le groupe de taches se décompose. Apparaissent alors dans l'ombre de la tache un ou plusieurs ponts, qui relient les deux" rives " de la tache.

Les zones plus claires se trouvant autour des taches sont des facules. Se sont des régions assez étendues et qui ont une durée de vie plus longue que les taches. On y distingue parfois des points brillants qui sont des granules faculaires.

Les taches sont classées soit par l'échelle de Waldmeier, soit par celle de McIntoch. L'ensemble des structures solaires sont également classées. voir ici

Filtration

Aperçu des couleurs en fonction des filtres

Essais de différents filtres en LB

Les filtres courants

Voir également la page " fabricants "

1 - filtre Astrosolar de Baader. Existe en 2 indices, 5 pour le visuel et 3.8 pour la photographie ( Soleil gris bleu ). Il est facile de confectionner soi même un support adapté à son instrument, mais la feuille est également commercialisée montée sur un support par certaines sociétés.

Il est à noter que TOO propose un filtre de densité 5 semblable dans sa conception à l'Astrosolar, mais qui donne une couleur jaune orangée au Soleil.

Fabriquer un filtre avec de l'Astrosolar

2 - filtre en verre pour l'observation visuelle (Soleil orangé).

3 - filtre Astrosolar à l'avant de la lunette, plus filtre Continuum Baader à l'oculaire ( Soleil vert ).

4 - filtre en verre à l'avant et Continuum à l'oculaire (Soleil gris vert).

Avec l'Astrosolar densité 5 et les filtres en verre, il n'est pas nécessaire d'ajouter un filtre anti UV, en revanche un anti IR est recommandé

 

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mmmmmmmmmmmmAstrosolar seul et montémmmmmmmmverremmmmmmContinuum

Filtres pouvant également donner des résultats, en remplacement ou complément du Continuum (longueur d'onde 540 nm - 8 ou 10 nm de bande passante)

- Filtre bande G molécule CH à 430,5 nm, utilisation en visuel possible

- Filtre UV Vénus (Astrodon - Baader) en imagerie, pour les facules principalement...

- filtre neodynium Baader augmente le contraste et bloque les IR (avec les réflecteurs plutôt)

A noter que le filtre K-Line peut servir également car il renforce le contraste de la granulation (voir ici), utilisation en imagerie

Toutes les conbinaisons sont possibles, mais attention toutefois, avant chaque observation du Soleil, bien vérifier que les yeux sont protégés!

Comparaison entre le filtre Continuum à gauche et le filtre bande G à droite (images monochromes, même moment et mêmes traitements)

Images Pascal Paquerau

Lunette (réfracteur) ou télescope (réflecteur) ?

L'instrument idéal pour l'observation du Soleil par un amateur dont le site d'observation est situé en plaine, serait le suivant :

Ouverture faible F/D > 12 - Absence d'obstruction centrale - résolution supérieure à 1" d'arc donc diamètre > 120 mm - très bonne qualité optique > Lambda /4

A priori, une lunette, qui n'a donc pas d'obstruction centrale, correspond mieux aux critères de sélection. Même si cela n'a qu'une importance relative, une lunette Apochromatique est préférable à une lunette Achromatique pour l'observation du Soleil. Mais réunir l'ensemble des critères entraîne un coût relativement élevé de l'instrument. Il convient donc de choisir, si possible, une lunette pour l'observation visuelle. Mais un télescope permettra néanmoins de faire de très bonnes observations, surtout si son obstruction est de l'ordre de 25% environ. De plus, si l'on veut faire des images, surtout de la haute résolution de la surface, il faut disposer d'un diamètre conséquent. Dans ce cas, une lunette atteint des prix disproportionnés par rapport aux capacités financières de l'observateur amateur. Un télescope à tube fermé est préférable. N'oublions pas que le principal ennemi est la turbulence de l'atmosphère, mais également la turbulence interne de l'instrument. L'idéal serait de disposer de deux instruments ! Il faut envisager également de mettre son instrument sur une monture qui assurera le suivi de notre étoile, tant en observation visuelle, mais également et surtout pour l'imagerie.

Observations avec une lunette

Logitiels d'aide au dessin des taches

Par projection avec une lunette

 

C'est un des moyens le plus sûr et le plus simple. Il faut utiliser une lunette, même de petit diamètre, sans filtre à l'avant. A l'arrière, un dispositif comprenant un tube portant un écran ( papier, carton, bois, etc.) permet de voir le globe solaire. Il est souhaitable d'utiliser un cache, installé sur le tube de la lunette, pour avoir un globe solaire bien contrasté.

Il faut mettre un oculaire (simple) en place, sans ou avec renvoi coudé. Évidement, au point focal, la température monte rapidement. Il convient donc d'interrompre fréquemment les observations pour éviter la surchauffe. Cette méthode est fortement déconseillée avec un télescope.

En fonction du diamètre de l'instrument, les taches peuvent être observées.

Avec ce procédé, l'observateur peut faire des relevés des taches en dessinant, ou recopiant, ce qu'il voit sur l'écran, voire en les photographiant.

Dans ce montage, il ne sert à rien de mettre un filtre sur l'oculaire, en particulier le filtre marqué Sun, qui ne doit être utilisé qu'avec un hélioscope.

Herschel Lacerta sur lunette Takahashi TOA 130

hélioscope de Herschel

Intes 2"

 

Ce dispositif particulier se fixe dans le porte oculaire d'une lunette. Il ne convient pas pour l'observation avec un télescope. C'est, de l'avis de nombreux utilisateurs, la configuration qui donne l'image la plus nette de la "surface" du Soleil.

 

Le prisme qui se trouve dans l'hélioscope dévie 96 % de la lumière vers l'extérieur. Le reste, doit être encore tamiser par un filtre neutre d'indice 3 au moins en visuel (1.8 pour l'imagerie). On peut ajouter un filtre Continuum au niveau de l'oculaire par exemple, qui donne une couleur verte, mais qui améliore le contraste de la granulation. Si les UV sont très diminués par le montage optique, il faut se protéger des IR. Le filtre de Beloptik est un excellent compromis pour l'hélioscope.

Voir ici l'ordre des filtres dans le Herschel

Il est également possible, pour diminuer le flux à l'oculaire, d'utiliser un filtre polarisant simple (l'Herschel polarisant déjà en partie la lumière). Cela permet de faire varier le flux pour l'adapter au circonstances de l'observation.

Voir ici les diagrammes de transmission des filtres

Attention, en particulier lors d'observation avec du public, à diriger le flux lumineux sortant du Herschel vers le sol.

Filtre avant

 

Ce dispositif est courant en observation du Soleil en lumière blanche. Ici aucun risque d'échauffement, le filtre avant arrêtant les rayons avant que ceux-ci ne pénètrent dans l'instrument.

 

Ce montage permet d'utiliser entièrement le diamètre ( résolution ) de l'instrument. Dès un diamètre de 100 mm, et par un ciel sans voile, la granulation devient évidente. Les taches sont également bien visibles, et on peut distinguer la pénombre des taches. Les plages faculaires sont également discernables. Un diamètre d'au moins 120 est préférable, comme expliqué plus haut.

 

La lunette, ou le télescope, sont utilisés en fait comme lors d'une observation du ciel profond ou des planètes. Simplement on ajoute un filtre à l'avant. On utilise un renvoi coudé et des oculaires en fonction du grossissement souhaité.

 

Sur l'image de gauche, le filtre Astrosolar densité 5 est installé sur une lunette de 150/1500 Istar Optical. En dessous on remarque un Solarmax de 60 mm Coronado pour l'observation en Ha.

 

Voir ici comment réaliser un filtre avec de l'Astrosolar

Imagerie

 

L'image du globe ci-contre a été réalisée le 25 avril 2013, avec une lunette de 150/1500 équipée d'un Herschel Intes, un APN Canon 450D. 10 images ont été traitées avec Autostakkert.

En visuel, la vision du globe solaire est sensiblement identique à celle de l'image ci-contre, sauf en ce qui concerne la couleur si un filtre Continuum est utilisé.

 

Avec un APN, en utilisant le mode RAW (sans compression) et avec un traitement approprié d'une trentaine d'images par exemple, il est tout à fait possible d'obtenir une image finale de bonne qualité.

En mode JPG, les images peuvent également avoir de l'allure...

 

 

 

 

 

 

L'image ci-contre des taches a été réalisée avec une 150/1500 équipée de barlow (focale résultante de 6700 mm) et un 450D en mode JPG, traitement des images sous Autostakkert 2

 

Voir ici également Essais de différents filtres en LB

 

 

 

Avec une caméra, par exemple une webcam, sur laquelle est vissé un raccord en 31.75, on réalise des films AVI ou SER d'une trentaine de secondes environ. La vitesse étant par exemple de 60 images à la seconde, nous obtenons un film de 1800 images. Les logiciels tels que Autostakkert, Registax, etc., permettent de trier les images, de les empiler et d'en reconstituer une finale ou les détails ressortiront parfaitement (en fonction de la prise de vue néanmoins...)

Les caméras ont bien évoluées (2016) et il est possible de faire 60 à 200 images secondes, voire plus, selon la configuration informatique. Les nouveaux modèles se vissent souvent directement sur les crayfords ou les renvois coudés des instruments, ce qui permet d'avoir un montage parfaitement rigide et donc performant.

Ci-contre, une image (ici en grand format) de la granulation et du groupe actif 2524 prise le 23 mars 2016 avec une caméra ASI 120MM-S montée sur une lunette TOA Takahashi de 130 mm. 1350 images ont été enregistrées et 50 ont été traitées par Autostakkert 2.

Avec un télescope

Le choix est vaste. Tous les télescopes ayant un tube fermé ( de préférence ) peuvent faire l'affaire. Il est impératif de disposer un filtre à l'avant du télescope avant toute observation.

En visuel, il est conseillé de ne pas dépasser 150 mm de diamètre, au-dessus la turbulence habituelle dans nos régions déforme la vision. Avec un site particulier, en altitude par exemple, un diamètre plus important est utilisable. J'utilise un diamètre de 180 ou 150 mm ( Intes M715DL) avec un filtre Astrosolar de densité 5 fixé à l'avant pour le visuel et de densité 3.8 pour l'imagerie. Résidant au niveau de la mer, les moments sans turbulence sont rares. Mais pour l'imagerie, il y a forcément des moments ou la turbulence est moins importante, et là le diamètre parle. C'est donc un compromis qu'il faut adopter au niveau du diamètre en fonction de l'observation, visuelle ou imagerie.

Par projection avec un téléscope

 

La projection avec un télescope est possible, mais il faut absolument installer un filtre ERF à l'avant de l'instrument pour éviter les dégats possibles au téléscope.

 

Sur l'image de gauche, la projection est faite sur un Mak Intes de 180 et un oculaire de 25 mm. A l'avant du tube un filtre D-ERF Baader a été installé pour éviter tout échauffement du tube, ce qui donne la couleur rosé au Soleil...

 

Le filtre ERF est normalement utilisé pour l'observation dans la raie Ha, avec un filtre arrière, ou dans une modification PST

Filtre avant

 

L'image ci-contre montre un Maksutov Intes M703 (180/1800) avec un filtre Astrosolar de densité 5, donc pour l'observation visuelle. A droite du Mak on remarque une lunette équipée d'un Solarmax type 1 Coronado.

A noter que le chercheur de l'instrument doit soit être démonté soit obturé. Il peut être également remplacé par un chercheur solaire, très pratique pour viser le Soleil sans risque.

 

Ci-dessous, la feuille d'Astrosolar a été prise entre deux feuilles cartonnées, elles-mêmes fixées à une bague en carton épousant le tube du télescope.

Imagerie

 

L'image ci-contre (en grand format en cliquant dessus), a été réalisée par Christian Viladrich avec un télescope Newton solaire de 300 mm, équipé d'un filtre de 540 nm, le 28 avril 2016 et présente le groupe actif 2533. Caméra Basler 1920-155.

 

Pour améliorer les images, on peut utiliser un filtre Continuum et un filtre anti IR/UV, ou encore, à la place du Continuum un filtre W58 vert ou encore un W47 violet de façon à renforcer les contrastes. Des essais sont à mener sans a priori...