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La Galerie des Chefs-d'oeuvre

Transit de Vénus devant le Soleil. Document http://www.vt-2004.org/

Les transits de Vénus du 8 juin 2004 et 6 juin 2012

Pour la première fois depuis 1882, le 8 juin 2004 les amateurs eurent l'opportunité d'observer et de photographier le transit de Vénus devant le Soleil. Imaginez que personne sur Terre n'avait eu la chance d'observer ce phénomène depuis 122 ans !

Cette fois l'Europe fut aux premières loges pour observer cet évènement avec un ciel clair ou peu nuagueux dans la plupart des pays européens avec des températures supérieures à 20°C. Vénus était à 43.1 millions km de la Terre à seulement 0.288 UA, affichant un disque 5 fois plus grand que celui de Mercure et deux fois plus grand que celui de Mars durant les oppositions périhéliques, avec un diamètre angulaire de 57.7".

Aux Etats-Unis en revanche, les amateurs ne purent assister qu'à la fin du transit car le phénomène avait déjà commençé chez eux plusieurs heures avant le lever du Soleil. Vu les conditions météos aux petites heures du matin, la plupart des photographies ont été réalisées sous un ciel brumeux ou partiellement nuageux, envahi de cumulus et de stratus.

Bien que les conditions d'observation aux Etats-Unis n'étaient pas du tout propice à ce genre de spectacle, certains amateurs n'ont pas hésité à sortir leur lunette apochromatique ou leur téléobjectif pour réaliser des photographies d'une grande valeur esthétique comme en témoigne les trois documents présentés ci-dessous parmi beaucoup d'autres.

Animation du Transit de Vénus

Une simulation de 7.4 MB Mpeg préparée par le GSFC

Cartes postales des Etats-Unis... A gauche, aspect général du Soleil durant le transit de Vénus à 10h30 TU (5h30 EDT). Même à l'oeil nu on pouvait voir le petit disque noir de Vénus se profiler devant le Soleil. Cette très belle photographie a été réalisée par Abe Megahed depuis le parc d'Olin à Madison, Wisconsin, avec un boîtier réflex Nikon D70 équipé d'un téléobjectif de 70 mm. Les encarts ont été pris avec un télescope Schmidt-Cassegrain de 200 mm et un appareil photo numérique Nikon Coolpix 450 vers 11h TU. Au centre une photographie réalisée au 3eme contact à 11h10 TU (6h10 CDT) par Steve Sprengel depuis Lincoln au Nebraska, avec un boîtier réflex Canon 300D équipé d'un téléobjectif Tamron 28-300 XR-LD en position télé. Pose de 1/800eme sec. sans filtre vu le faible éclat du Soleil à cette heure matinale. A droite, même dans des conditions difficiles et avec des nuages bas, cette vue "dramatique" du Soleil prise à 10h35 TU confirme qu'il est toujours possible de réaliser des images esthétiquement très jolies. Elle fut réalisée par David Cortner avec une lunette Astro-Physics de 130 mm f/6 équipée d'un boîtier Nikon D100. Pose de 1/3200e sec. à 200 ISO, sans filtre solaire. Photographie réalisée le long de la rivière Catawba près de Connelly's Spings, en Caroline du Nord.

L'équipement

Voyons à présent quel type de matériel ont utilisé les amateurs durant cet événement. Les clubs et les groupes d'amateurs ont souvent travaillé avec des optiques de 50 à 200 mm par projection oculaire sur un écran et donc sans filtre protecteur. Lorsqu'ils étaient isolés la plupart des amateurs ont utilisé un filtre solaire d'une transmission inférieure à 1/1000 (densité optique de 3 à 5), ajusté au diamètre de leur objectif ou excentré, parfois simplement attaché avec un élastique quand il s'agissait d'une simple feuille souple.

Beaucoup d'amateurs isolés ont utilisé de petites lunettes achromatiques (doublets) comme la lunette de 80 mm d'ouverture Orion ST-80 ED, la Tele Vue Pronto 76 ou 85, la Celestron NexStar de 102 mm ou encore de petites apochromatiques équipées de filtre solaire objectif. Certains l'ont soit fixée sur un trépied, d'autres sur une monture équatoriale soit l'ont montée en parallèle sur un grand télescope qui, pour une fois, leur servait de guide.

Quelques amateurs chanceux n'ont pas hésité à sortir leur grande lunette apochromatique Astro-Physics, Pentax, Takahashi or Zeiss de 100 à 200 mm d'ouverture, leur télescope Newton-Cassegrain ou leur Schmidt-Cassegrain de 200 ou 300 mm de diamètre ou encore leur lunette solaire équipée d'un filtre interférentiel.

Parmi les accessoires sortis tout spécialement pour cette occasion, citons les lunettes de Soleil protégées par un film polymère, une feuille de Mylar ou un film AstroSolar de Baader en polyester aluminé, le filtre solaire pleine ouverture en verre métallisé jusque 250 mm de diamètre (les modèles d'Orion Telescopes ou le modèle 2+ de Thousand Oaks Optical), le filtre interférentiel Hα de Coronado (Meade), ou de Daystar, le prisme d'Herschel, la lentille de Barlow 1.8 et 2x et les oculaires de longues focales (32 à 12 mm).

A gauche, Math Heijen et ses amis préparant l'observation du transit aux Pays-Bas. Le télescope TAL 200K Klevtzov-Cassegrain, le "Chasseur de comètes" Celestron de 114 mm f/3.2, les jumelles et la caméra vidéo sont tous protégés par un filtre solaire AstroSolar de Baader. Au centre, une lunette terrestre de 60 mm d'ouverture munie d'un oculaire de 8 mm (60x) projetant l'image du Soleil sur un écran à 9h15 TU. Cette technique utilisée par Tim Smith depuis Crawley, dans le West Sussex en Angleterre, permis à plusieurs observateurs de suivre simultanément le phénomène avec de modestes moyens. A droite, la taille de Vénus durant un transit sur un film ou capteur CCD de 24x36 mm selon la longueur focale. Avec une focale de 4000 mm, l'image du Soleil mesure 36.7 mm de diamètre et celle de Vénus 1.1 mm de diamètre au plan focal. Document S&T/Gregg Dindermann adapté par l'auteur.

Parmi les boîtiers photographiques utilisés, pour les vues rapprochées du Soleil tous les amateurs ont choisi un modèle numérique, allant du petit APN Casio Exilm EX-S2 au réflex Nikon D1X en passant par la webcam Philips Vesta Pro ou la caméra vidéo Panasonic NC-DS15.

A propos du couplage entre le système oculaire et le boîtier numérique, si beaucoup d'amateurs ont utilisé une bague T adaptée à leur boîtier et ont travaillé au foyer primaire de leur télescope ou par projection oculaire avec une bague d'extension, dans certains cas l'objectif de l'APN, de la webcam ou de la caméra vidéo était inamovible. Dans ce cas ils ont travaillé en mode afocal, plaçant l'oculaire ou le système de projection assimilé tout près de la lentille de leur APN, effectuant la mise au point à l'infini quand s'était possible et plaçant le mode zoom optique au maximum (3x à 10x).

Il y eu quelques accidents sans gravité comme cet amateur pourtant averti qui a vu son filtre solaire vissé sur son oculaire éclater sous la chaleur (cette solution est déconseillée pour cette raison), cet autre qui constata que son filtre Mylar était piqueté et qui dût en catastrophe colmater tous les trous d'épingle avec un stylo feutre et de la peinture noire pour éviter les reflets parasites (d'où l'intérêt des filtres solaires de qualité) ou cet autre amateur qui brisa sa caméra CCD et dût se rabattre sur son appareil photo numérique.

Nos préparatifs étant terminés et le transit étant sur le point de commencer en Europe, voyons quelques unes parmi les plus belles images enregistrées durant cet événement qui, faut-il le rappeler ne se reproduira plus avant 2117.

A voir : NASA Eclipse Web site

Paramètres du transit de Vénus du 6 juin 2012

Paramètres du transit de Vénus du 8 juin 2004 

Dès le premier regard à l'oculaire, tous les amateurs furent surpris par la taille de Vénus (nous avions tous en tête le disque minuscule de Mercure) et plus encore par la netteté de son disque qui semblait coupé au couteau. Nous avions en effet l'habitude d'observer son croissant qui est légèrement flou.

Moyennant le port de lunettes à éclipse, Vénus était même visible à l'oeil nu comme un petit point noir se profilant devant le Soleil. Cet évènement allait sans aucun doute être spectaculaire, et notre pressentiment fut confirmé tout au long de son évolution.

Animations du transit de Vénus du 8 juin 2004 aux alentours du second (5h40 TU) et du troisième (11h04 TU) contacts. Les deux séquences ont été enregistrées depuis l'observatoire CAST situé à Talmassons dans le nord de l'Italie par Roland Ligustri et Lucio Furlanetto avec un télescope S-C Celestron C11 équipé d'un APN Nikon Coolpix 4300 en mode zoom 3x. Exposition de 1/250e s sous filtre AstroSolar. La séquence de gauche s'étend de 05h20 à 05h42 TU, celle de droite de 11h00 à 11h20 TU. Cliquer sur les images pour lancer les GIF animés (494 KB et 732 KB).

Transit du 6 juin 2012

Le 6 juin  2012 seuls les observateurs habitants dans les fuseaux horaires +7 à +12h GMT (Russie-Chine-Philippines-Australie-Nouvelle Zélande) ont pu suivre la totalité du transit de Vénus. Cette fois Vénus passa devant la partie supérieure du Soleil comme indiqué ci-dessus (les heures indiquent le plus grand transit). 

En Europe, le Soleil ne se levant que vers 4h TU, les observateurs ne purent assister qu'à la fin du transit (3e et 4e contact) qui débuta au Etats-Unis vers 22h TU. A Paris ou Bruxelles le Soleil ne fut qu'à 6 ou 8° au-dessus de l'horizon lors du 3e contact. Inversement à Los Angeles ou au Québec les amateurs n'assistèrent qu'à la première phase du transit (1er et 2e contacts) peu de temps avant le coucher du Soleil.

Deux très belles images du transit de Vénus du 5-6 juin 2012. A gauche, une image prise par la sonde spatiale Hinode le 5 juin 2012 à 22h26m53s TU peu avant le 2eme contact. Devant la surface solaire turbulente et ses protubérances, notez le fin anneau de lumière encerclant la silhouette sombre de la planète; c'est la lumière du Soleil réfractée par l'épaisse atmosphère de Vénus. A droite, une image prise en lumière jaune par le Solar Dynamics Observatory le 6 juin 2012 peu après le 3eme contact. Documents JAXA, NASA, Lockheed Martin et NASA/SDO.

L'effet de goutte noir et le halo

Parmi les "effets de bord" annexes au transit, notez l'effet de "goutte noir" aux environs du 2e et du 3e contact visible de manière plus ou moins prononcée sur quatre des images présentées (Ayiomamitis, Dierick mais suspecte, Bishop et Chrisman) ainsi que l'arc de lumière ou halo dans l'atmosphère de Vénus sur les images précédent le 2e contact et suivant le 3e contact (Comolli, Smaal et Seip). Ce dernier effet dura 20 minutes selon l'observation faite par Lorenzo Comolli avec un Schmidt-Cassegrain de 200 mm.

L'effet de "goutte noir" observé par James Cook en 1769.

Ces deux phénomènes furent déjà notés en juin 1769 par James Cook et Charles Green lors d'une expédition à Tahiti dont une illustration figure à gauche, par l'astronomie australien Henry Chamberlain Russell en 1874 et par l'astronome français Camille Flammarion en 1882.

De manière générale, on dit que la "goutte noire" devient difficile à observer dans des instruments supérieurs à 150 mm d'ouverture mais cette fois-ci au moins deux observateurs américains membres de la Warren Astronomical Society et disposant d'instruments de 250 mm f/10 et 317 mm f/17 l'ont observé comme le démontre très bien la dernière photographie présentée en bas de page. Celle-ci fut réalisée par Vince alors que le Soleil n'était qu'à 20° au-dessus de l'horizon, le guidage ayant été effectué sur Vénus pour obtenir une image stable. Mais qu'elle est l'origine de cet étrange effet ?

Selon Thomas Van Flandern (1940-2009) de l'institut Meta Research, "la goutte noir est provoquée par les différences de réfraction des cellules convectives de l'atmosphère terrestre". 

Bradley Schaefer[1] précise que "l'image idéale...sera déformée...ce qui donnera une image quelque peu floue sur les bords (c'est-à-dire ce qui est considéré comme les limites du disque) et ressemblant à une goutte noire. La principale raison de cette déformation est liée aux conditions d'observation astronomiques (associées au faible angle de dispersion dans l'atmosphère terrestre) ainsi qu'à la diffraction dans le télescope (le disque d'Airy). Parmi les autres contributions à cet effet mais qui ne sont généralement pas dominantes citons les imperfections dans l'optique instrumentale, les imperfections dans les yeux de l'observateur, la résolution angulaire du détecteur et même la dimension physique de l'objectif de l'instrument".

Donc en résumer, l'effet de "goute noir" est avant tout lié à la hauteur du Soleil au-dessus de l'horizon (les conditions d'observation), ensuite à l'effet de diffraction, tandis que la résolution instrumentale et donc la taille du télescope vient loin derrière. C'est bon à savoir.

Voici les photographies. Toutes les images présentées ci-dessous ont été redressées, présentant le Nord au-dessus et l'Ouest à droite, comme si vous observiez le Soleil à l'oeil nu. La chronologie des événements a également été respectée.

Auteur: Observatoire de Besançon

Optique: Lunette Tele Vue 76 mm f/6.3

Filtre: Hα SolarMax60 de Coronado

Webcam: Philips Vesta Pro N/B, mode RAW

Traitement d'image: aucun

Lieu: Besançon, France

Date: 8 juin 2004, 05h19m21.1s TU

Auteur: Kevin Frayer/AP

APN: DSLR with tele lens

Lieu: Taj Mahal, India

Date: 6 juin 2012

Auteur: Jim Tiller/AP

APN: APN équipé d'un téléobjectif

Lieu: Floride, USA

Date: 8 juin 2004

Auteur: Johannes Schedler

Optique: Lunette TMB 105 mm f/7, monture MK-100 GEM

Accessoire: Barlow Astro-Physics 2x + Barlow 2x (f/30)

Filtre: Film AstroSolar Baader ND 3.5

APN: Reflex Canon D10

Exposition: Composite de 8 images à 1/3000e sec. chacune, 100 ISO

Traitement d'image: PhotoShop

Lieu: Wildon, Autriche

Date: 8 juin 2004, 05:10-11:25 TU

Auteur: Lorenzo Comolli

Optique: S-C Meade LX 200 de 200 mm f/10 sur monture Gemini G-41

Oculaire: 40 mm et couplage afocal avec la caméra

Filtre: AstroSolar ND3

CCD: Caméra vidéo Panasonic NC-DS15

Exposition: Moyen.de 2 films de 10 sec., 1/2000e (disque) et 1/50e (halo)

Traitement d'image: Iris, masque flou sous PhotoShop

Lieu: Tradate (Milan), Italie

Date: 8 juin 2004, 5h34 TU

Auteur: Anthony Ayiomamitis

Optique: Lunette Tele Vue Pronto 70 mm ED

Accessoire: Barlow 2x Coronado CEMAX

Filtre: Hα SolarMax60 de Coronado, BF10 et T-Max Tuner

APN: Réflex Canon EOS 300D

Exposition: Composite de 10 images de 1/50e sec. chacune, 800 ISO

Traitement d'image: Canon FileViewer, PhotoShop

Lieu: Athènes, Grèce

Date: 8 juin 2004, 8h22 TU et 08h39 TU pour l'encart

Auteur: Marco Cosmacini et Marzia Muradore

Optique: Lunette Pentax 125 mm f/108 SDP

Filtre: Hα Daystar ATM 0.6 Å

Film: Kodak Elite Chrome, 100 ISO

Exposition: Composite de 2 images, 1/60e (disque) et 1/15e (protubérance)

Traitement d'image: Photoshop

Lieu: Udine, Italie

Date: 8 juin 2004, 05h56 TU

AuteurJean-Louis Badin

Optique: Lunette Zeiss 100 mm f/10 AS

Filtre: Hα SolarMax90 de Coronado, BF15 et T-Max Tuner

Webcam: Philips ToUCam Pro N/B mode RAW, 10 images/sec

Exposition: Composite, 50x 1/250e (disque), 15x 1/250e (protubérance)

Traitement d'image: Iris (bestof), Photoshop

Lieu: Noisy le Grand, France

Date: 8 juin 2004, 9h50 TU

Auteur: Dominique Dierick

Optique: Lunette Astro-Physics 105 mm f/6 Traveler, monture AP900 GTO

Accessoire: Powermate Tele Vue 1.8x

Filtre: Hα SolarMax60 de Coronado

CCD: SXV-H9

Exposition: Composite d'environ 40 images Hα

Lieu: Gand, Belgique

Date: 8 juin 2004, 10h TU

Auteur: Tomas Maruska

Optique: Téléobjectif Rubinar 500 mm f/5.6

Guidage: Newton 100/900 sur monture Vixen GP-DX

Filtre: film AstroSolar de Baader

Webcam: Philips ToUcam Pro

Exposition: 1/10000e à 30 images/sec

Traitement d'image: Image vidéo convertie au format Divx5

Lieu: Stupava, Slovaquie

Date: 8 juin 2004, 10h09m17s TU

Note : ISS (412 km d'altitude) traverse le champ !

Auteur: Thierry Lombry

Optique: Lunette Orion 80 mm f/7.5 ED

Oculaire: Zoom Tele Vue 8-24 mm à 12 mm

Filtre: Baader Polysolar ND5

APN: Canon PowerShot S30, couplage afocal, zoom 3x

Exposition: 1/50e, 100 ISO

Traitement d'imag: PhotoShop

Lieu: Bruxelles, Belgique

Date: 8 juin 2004, 10h48 TU et 11h06 TU (encart)

Auteur: Paolo R. Lazzarotti

Optique: Lunette Astro-Physics 130 mm f/6

Accessoire: Barlow APO 2x

Filtre: aucun, Prisme d'Herschel, lumière blanche (bande R+IR)

CCD: Webcam Philips Vesta Pro N/B

Exposition: Composite de 150 images de 1/100e sec. chacune

Traitement d'image: colorisé par l'auteur

Lieu: La Spezia, Italie

Date: 8 juin 2004, 10h54 TU

Auteur: Phil Bishop

Optique: Lunette TMB 115 mm f/7

Accessoire: Téléconvertisseur 1.4x

Filtre: aucun, prisme d'Herschel d'Intes

APN: Reflex Nikon D1X

Exposition: 1/600e, 200 ISO

Traitement d'image: PhotoShop

Lieu: Observatoire du District A.S., Letchworth, Angleterre

Date: 8 juin 2004, 11h03 TU

Auteur: Dominique Dierick

Optique: Lunette Astro-Physics 105 mm f/6 Traveler, monture AP900 GTO

Accessoire: Barlow 1.8x Tele Vue

Filtre: Hα Coronado SolarMax60

CCD: SXV-H9

Traitement d'image: colorisé par l'auteur

Lieu: Gand, Belgique

Date: 8 juin 2004, 11h04 TU

NB. Cette image fut exposée pour les protubérances, mais l'effet de goutte noir est également apparu. Cet effet de diffusion est présent sur toutes les images et n'est donc pas un effet optique car visuellement rien de semblable n'a été observé. Soyez donc prévenu pour 2012.

Auteur: Pete Lawrence

Optique: Lunette Vixen 102 mm f/9 FL sur monture GPDX

Oculaire: Kellner de 32 mm, couplage APN afocal

Filtre: Film AstroSolar de Baader

APN: Olympus C2100UZ, zoom 10x (sur 70 mm f/3.5)

Exposition: 1/1000e, 100 ISO

Traitement d'image: Photoshop et colorisé

Lieu: Selsey, West Sussex, Angleterre

Date: 8 juin 2004, 11h04m11s TU

Auteur: Thierry Legault

Optique: Lunette Takahashi 106 mm f/5 FSQ, diaph. à 60 mm (f/20)

Accessoire: Powermate TV 1.8x et réducteur focal Meade 0.33x

Filtre: Daystar Hα ATM 0.5 Å

CCD: SBIG ST-10XE

Exposition: 1/125e

Traitement d'image: Iris et Prism, colorisé par l'auteur

Lieu: Roissy, France

Date: 8 juin 2004,11h04 TU

Auteur: Jeroen Smaal

Optique: S-C Celestron C8 f/10 sur monture Vixen Sphinx

Oculaire: Plössl de 32 mm

Filtre: Verre solaire métallisé

APN: Nikon Coolpix 995 zoom au maximum

Exposition: 1/200e, 100 ISO

Lieu: Observatoire Publique de Rijswijk, Pays-Bas

Date: 8 juin 2004, 11h04 TU

Auteur: Stefan Seip

Optique: Lunette Astro-Physics 155 mm f/7, monture AP900 QMD

Accessoire: Barlow Astro-Physics 2x

Filtre: Prisme d'Herschel de Baader et filtres gris (1000x, 64x, 8x)

CCD: SBIG STL 11000XM et roue à filtres RGB SBIG

Exposition: Composite de 2 images, 0.05 et 1 sec s/filtre rouge

Traitement d'image: MaximDL, Photoshop, colorisé par l'auteur

Lieu: Suttgart, Allemagne

Date: 8 juin 2004, 11h05m48 et 11h06m20 TU (shift 0.5")

Auteur: Pedro Re

Optique: Lunette Takahashi 102 mm f/8 FS

Filtre: Film AstroSolar de Baader

Webcam: Philips ToUCam N/B

Exposition: Somme des 100 meilleures images

Lieu: Carvoeiro, Algarve, Portugal

Date: 8 juin 2004, 11h06m18s TU

Auteur: Vince Chrisman

Optique: S-C Meade LX200 GPS de 250 mm f/10 avec revêt.UHTC

Oculaire: Super Plössl 20 mm de Meade

Filtre: Filtre solaire pleine ouverture d'Orion (modèle 07715)

APN: Casio Exilm EX-S2 tenu à la main, couplage afocal

Exposition: Automatique

Lieu: Sterling Heights, MI, USA

Date: 8 juin 2004, 11h07 TU

Pour plus d'informations

Planetary transits across the Sun, NASA-GSFC

Paramètres du transit de Vénus du 8 juin 2004, IMCCE

2004 and 2012 Transits of Venus, par Fred Espenak, NASA-GSFC

Where was the black drop ?, Sky & Telescope

The black drop effect, par Chuck Bueter

The black drop effect, par Tom Van Flandern

Transit of Venus of 9 december 1874, par H.C.Russell

Galeries d'images

Transit of Venus observed by TRACE

Spaceweather

ESO Gallery of Venus Transit 2004

CAST Ossevatorio

Filtres

Orion Telescopes & Binoculars (filtre solaire en verre métallisé)

Baader-Planetarium (film AstroSolar en polyester aluminé)

Thousand Oaks Optical (filtre solaire en verre métallisé, en polymère noir et filtre Hα Lumicon)

Coronado (filtre Hα)

Daystar (filtre Hα)

Voir également mes 1001 Links, Manufacturers

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[1] Bradley Schaefer, "The Black Drop Effect", Journal for the History of Astronomy 32:4 (Nov. 2001), p334.


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