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 ?

3 - Observation de la chromosphère

L'enveloppe gazeuse portant le nom de chromosphère est épaisse de 4500 à 5500 km environ, selon que la mesure est effectuée à l'équateur ou aux pôles du Soleil.

Raie Ha : 656,281 nm

Raies Ca II H 396,849 nm et Ca II K 393,368 nm

Les raies de l'hydrogène et du calcium

Les phénomènes qui se déroulent dans la chromosphère ne sont observables, principalement, que dans certaines raies spectrales de l'hydrogène et du calcium. Ces raies se manifestent dans une lumière monochromatique, et bien que situées dans le spectre visible, ne sont pas observables directement par l'oeil.

Le schéma ci-contre donne la position des raies de l'hydrogène alpha et celles du calcium II dans l'atmosphère du Soleil. Il y a d'autres raies qui sont observables, mais qui représentent un moindre intérêt pour l'amateur, comme celle du sodium (Na) ou encore de l'Hélium par exemple. Mais des filtres manufacturés sont vendus par DayStar pour ces longueurs d'ondes.

Comme on le constate sur le schéma, la raie K1 se trouve à la limite photosphère / chromosphère. Le centre de la raie Ha se trouve vers 1500 km et la raie K3 se situe vers 2000 km d'altitude, en fonction des températures ambiantes.

Il faut donc des instruments et des filtres particuliers pour observer ces phénomènes. Les instruments suivants peuvent être utilisés :

Le filtre interférentiel, le coronographe et le spectrohéliographe

Voir également ici le spectre solaire

Il est également possible d'observer avec des produits manufacturés les raies du Sodium (D2 - 589 - 589,59 Å), et la raie de l'Hélium (D3 - 587,56 Å). Voir ces filtres à la page configurations

Pour le schéma voir les explications ici et également ici pour des généralités

Le filtre interférentiel

Contrairement aux verres simplement colorés, ce filtre permet de sélectionner une partie beaucoup plus fine du spectre lumineux. C'est un filtre sélectif.

Les filtres interférentiels fonctionnent sur le principe d'une cavité Fabry-Perot

Les filtres Ha ont une bande étroite ou une bande large. La bande étroite est comprise entre 0,3 et 0,7 Angtröm, elle permet d'observer les structures chromosphèriques du globe, les éruptions, les filaments et les protubérances. La bande large va de 0,7 à 2 A. Elle est très appropriée pour les protubérances, mais en revanche il est malaisé de voir la "surface" avec cette bande.

Pour l'amateur, les filtres se présentent essentiellement sous 3 montages :

- filtrage avant, avec un filtre bloquant arrière ( Coronado, Lunt, Solarscope)

- filtrage arrière ( Daystar, Baader, TOO )

- filtrage interne, avec filtre bloquant à l'arrière ( Coronado Solarmax II, PST, Lunt )

Voir les montages ici et les fabricants ici

Cet instrument fut inventé par Bernard Lyot au début des années 30, il put ainsi observer la basse couronne solaire en dehors des éclipses, en particulier au Pic du Midi. Il permet d'observer les protubérances et la basse couronne.

 

Bien qu'il ne soit pas absolument indispensable, un filtre Ha de 10 A environ, est recommandé pour l'observation au coronographe.

Le spectrohéliographe

Cette spécialité est particulière et demande un matériel spécial. Elle ne sera pas dévelopée ici, l'amateur intéressé consultera les sites tout à fait remarquables ci-dessous :

Site de Philippe RousselleMMMM Site de Sylvain Rondi

Que ce soit avec un filtre interférentiel Coronado, Lunt ou encore Solarscope, la vision du Soleil est sensiblement identique. Seul le diamètre entre en compte pour la résolution de l'image. On trouve des filtres à partir de 35 mm ( Lunt ) et jusqu'à 230 mm ( Lunt également ), en passant par 40, 50, 60, 75, 80, 90, 100, 140, 153 mm de diamètre.

Les filtres interférentiels sont des Fabry-Perot, qui ont une bande passante de 0.7 A environ. Les filtres bloquants ( BF ) ont une bande passante de 6 Angströms ( voir également ici ).

Des essais ont montrés qu'il est tout à fait possible d'utiliser un filtre avant d'une marque et un BF d'une autre marque, cela fonctionne très bien.

A gauche, étalon FP de 60 mm Coronado et BF Coronado de 15

BF Lunt 1200 et FP Coronado 60 mm

Que peut-on voir à l'oculaire ?

L'image ci-contre, (Solarmax de 60 mm et un BF de 6A) a été réalisée avec un APN Canon 450D. C'est sensiblement ce que l'on voit à l'oculaire. Si l'on détaille les élément visibles sur l'image on trouve :

m1 - les protubérances

m2 - la supergranulation

m3 - un filament ( protubérance vue sur le disque)

L'image a été réalisée dans des conditions moyennes, avec un ciel un peu voilé. Ce jour là ( 14 mai 2010 ) il y avait assez peu d'activité, en particulier pas de tache, ni de centre actif. C'est une image "basique" de notre étoile.

Gros plan

L'image ci-contre donne un aperçu assez réaliste de la vision du Soleil, à l'oculaire bien sûr, avec un grossissement important. Certes, l'image perd de la netteté, mais on distingue certains détails difficiles à voir avec un grossissement moindre.

m1 - on voit " l'épaisseur " de la chromosphère

m2 - il est possible de détailler les protubérances

m3 - les petits détails, jets, spicules, etc. deviennent visibles

La qualité de l'instrument sera primordiale pour l'observation des détails. Bien évidement, en capturant de nombreuses images avec une caméra et en les traitant, l'image finale sera bien meilleure que celle-ci.

Double filtration

La double filtration consiste à mettre deux FP l'un sur l'autre. Avec cette disposition, la bande passante est réduite à 0.5 A environ. Les protubérances sont moins visibles, mais les détails sur la photosphère sont beaucoup plus marqués.

m1- filament qui se développe également sur le limbe

m2 - filament bien contrasté

m3 - tache solaire entourée d'un centre actif

m4 - plages faculaires

m5 - supergranulation

Gros plan

Sur l'image de gauche, on remarque un filament évoluant autour d'un centre actif. Autour, la supergranulation est bien visible, on note également le limbe solaire et quelques extensions.

 

C'est, en gros, en visuel, ce que l'on peut observer avec un instrument Ha et un grossissement assez fort.

 

Montage de 2 images prisent avec un 450D, FP de PST, lunette de 120 RL, JFR

14 juillet 2000 par Christian Viladrich

Lunette Takahashi TOA 150, ERF type D Baader, TZ4 Baader, daystar PE 0, 6A, caméra Skynyx 2,1M

L'imagerie permet de découvrir en détail la chromosphère.

On note autour des centres actifs que le champ magnétique impose sa direction aux structures fibreuses de la chromosphère, les fibrilles, qui ont une margeur de 20 à 2000 km et une longueur de 10 000 kilomètres environ.

 

29 novembre 2012. JFR

Lunette 120 RL, FP PST, barlow Baader 2.2, 450D

Une partie seulement de l'image est vraiment en Ha, ceci est du à l'effet "spot" du FP du PSP.

17 avril 2014. JFR

Lunette 120 RL, FP PST, barlow Baader 2.2, 450D

groupe de taches 2036, image recadrée.

24 février 2015. JFR

Protubérance avec un filtre Quark "chromosphere" sur lunette 150/1500 Istar et un 450D

Protection du tube par Herschel mod Scopium

12 avril 2016, JFR

groupe actif 2529, TOA 130 Takahashi avec filtre D-ERF Baader, télécentrique 2x, Quark Combo, ASI120MM-S

Image Sunspot du 12 avril avec le groupe 2529

Filtre K-Line de Baader

Ce filtre a une bande passante (FWHM) large, 8 nm ou 80 Angtroms, et ne peut être considéré comme un vrai filtre CaK. En fait c'est la photosphère que l'on voit avec ce filtre.

Il y a encore peu de temps, en 2011, le filtre faisait 10 nm. Celui présenté par Baader maintenant est un "double stack". Le filtre se visse tout simplement sur un oculaire ou sur le raccord en 31.75 se fixant devant la caméra ou l'APN.

Le filtre doit être impérativement utilisé avec un filtre Astrosolar de densité photo 3.8 monté à l'avant de l'instrument. Ce filtre est vendu environ 260 € avec une feuille Astrosolar 3.8 (2013). Il n'est pas utile de mettre un filtre IR cut en plus lors de l'utilisation du K Line.

 

Voir pour comparaison les deux images de la tache 1263 plus bas

Un autre filtre, le 430 nm, peut "remplacer" le K line pour le contraste de la granulation, mais pas pour faire ressortir les plages faculaires, voir ici en milieu de page

A gauche le globe avec filtre Baader Continuum et à droite en Ca K avec un filtre Baader K-Line. Avril 2011. Images Lastrofieffe

h

Deux images de la même partie du Soleil ( tache 1263), le 2 août 2010, lunette Takahashi TOA 150, hélioscope Baader, caméra Skynyx 2,1M, C. Viladrich

A gauche, avec filtre Baader K-Line (396 nm/10 nm FWHM), à droite avec filtre Barr (393,3 nm/0,24 FWHM).

Avec le K-Line c'est la granulation de la photosphère que l'on observe. Avec le filtre Baar, c'est la super-granulation de la chromosphère qui est observée, ainsi que les plages blanches appelées plages faculaires, donc plus chaudes, autour des centres actifs

Filtre Daystar

La firme Daystar propose 2 types de filtres:

- le Calcium H-Line, de 0.5 nm de bande passante

- le Calcium K-Line Quantum filter, de 0.2 nm de bande passante. ce filtre est thermostaté

Ces deux filtres, à bande étroite, permettent d'observer la chromosphère. Le filtre H-Line permet même de voir directement en visuel.

Contrairement au filtre Ha de ce fabricant, un rapport F/D de 30 n'est pas nécessaire, un rapport de 15 à 20 suffit pour un fonctionnement optimal. Daystar propose de mettre un filtre de densité à l'entrée de l'instrument à partir de 150mm de diamètre.

Les prix sont plus élevés, environ 3000 € pour le premier et 4500 € pour le second (2012), mais ce n'est pas du tout le même filtrage...

Filtre présenté en décembre 2015, c'est un Quark Combo pour le CaH.

DayStar précise que ce filtre, dont la bande passante est d'environ 5Å, se situe à 396,8Å, et permettrait d'observer en visuel.

Comme les autres Quarks, il est thermostaté et peut être utilisé avec un instrument ayant un rapport FD de 7 à 30.

Voir ici

Images Coronado

Filtre Coronado

La firme Coronado commercialise, ou commercialisait, car ce n'est plus à leur catalogue 2012, plusieurs types de matériel:

- un PST Ca k, avec une bande passante de 0.22 nm

- des lunettes complètes de 70 à 90mm de dimamètres avec la même bande passante

Le renvoi coudé est en 2 pouces à l'entrée, en 31.75 en sortie, et possède un filetage T2

Le renvoi droit

Filtre Lunt

Lunt propose deux systèmes différents:

- une lunette complète de 60 mm de diamètre, dont l'objectif est spécialement adapté, selon Lunt, à la longueur d'onde de 393 nm, avec un filtre bloquant de 6 ou 12 mm de diamètre et une bande passante de 0.24 nm

 

 

 

 

 

- un renvoi seul, de 6, 12, 18 ou 34 mm d'ouverture, coudé ou droit. La bande est également de 0.24 nm. Le renvoi s'installe dans n'importe quelle lunette acceptant le coulant 50.8, et jusqu'à 100 mm de diamètre. Au-delà, l'énergie reçue est trop importante

 

Image réalisée avec une lunette CaK Lunt de 60 mm (image Lunt)

 

 

 

 

Lunt propose également pour ses lunettes de 152 et 230 mm des modules Cak, avec crayford. Le module Cak est monté sur un hélioscope de Herschel