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 ASTROQUEYRAS - MISSION 2016 - S39

THEME : Imagerie Ciel Profond à très haute résolution et "Lucky imaging" .

CIBLE principale : G1, Mayall II, amas globulaire de la galaxie d'Andromède M31 . mag : 13.8         https://fr.wikipedia.org/wiki/Mayall_II
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OBJECTIF et challenge : Début de résolution en étoiles sur la périphérie de l'amas . Aucune image faite par des amateurs n'est visible sur le net !

Essai de début de résolution sur une image de notre ami Christian Dupriez . Caméra SBIG ST10 XME / C11 Edge F10 et 210mn en poses longues .
http://www.astrosurf.com/chd/

                                                     En voici un crop à 100% !

                                                                                           

                                                                                                          http://www.astrosurf.com/ubb/Forum3/HTML/045408.html

Debat interessant à ce sujet sur le forum d'Astrosurf en 2003:  http://www.astrosurf.com/ubb/Forum3/HTML/001387.html 

                                                                                                                                               Mayall II   -  HST  -

LES ATOUTS DE LA "STATION DE SAINT - VERAN "  -  Pic Château-Renard  2936 m - dans les Hautes Alpes (05).          http://www.astroqueyras.com/

 Observatoire de haute montagne 2936 m - Seeing très bon - Un des meilleurs en Europe .

Mission début Octobre :   Période sans Lune avec G1 passant pratiquement au Zénith en milieu de nuit .

Télescope performant sous coupole Ashdome : T500 mm (Ritchey Chrétien 20") ouvert à F8 - focale résultante 4000mm .      http://www.astrosib.ru/rc_500.html

 Monture de précision : Astrophysics 1600 GTO .        http://www.ovision.com/AstroPhysics_1600GTO.html


Caméra CMOS : ZWO ASI 1600 monochrome refroidie avec un bruit de lecture trés faible.   https://astronomy-imaging-camera.com/products/usb-3-0/asi1600mm/

Sensor: 4/3″ CMOS
Diagonal: 21.9mm
Resolution: 16Mega Pixels 4656×3520
Pixel Size: 3.8µm
Max FPS at full resolution :23FPS
Shutter: Rolling shutter
Exposure Range: 32µs-2000s
Read Noise: 1.2e @30db gain

  

Avec une focale de 4000 mm, l'échantillonnage sur le capteur  (pixels de 3,8 microns) est E = 206x3,8/4000 = 0,2"/pixel.

 Un bon PC et un logiciel d'acquisition FIRE CAPTURE et de traitement performant PRISM  .

2 coequipiers en phase qui y croient : Robert CAZILHAC et Mathieu  SENEGAS , avec une bonne expérience en imagerie CCD .

 Robert et le Meade 14" sur monture CGE PRO !                                Mathieu et son PC au pied du T500 .                                          

LES CONDITIONS D'ACQUISITION :


Imager avec des temps de pose très courts comme 10s pour limiter la turbulence, éviter la saturation de l'amas et se passer d'autoguidage .

10s de pose a été jugé comme un bon compromis, compte tenu du seeing local (1"arc) et de la necessité de capter les photons des étoiles individuelles de l'amas .

En 10s les photons de magnitudes 22/23 sont rares mais présents sur des images tests ( aprés addition de quelques dizaines de poses ! )

Le gain a été choisi assez fort pour être sûr d'optimiser le bruit de lecture faible de la caméra au dépens de la saturation du noyau !

Sur cette caméra l'offset (brightness) doit-être ajuster avec le gain pour éviter d'avoir un fond de ciel à zéro (histogramme bleu dans FireCapture) .

Refaire une mise au point très précise toutes les 100 images environ avec le système ultra précis  Robofocus en manuel sous PRISM  .

   Contrôle de l'histogramme et mise au point avec la "loupe"

Réduire au minimum les lumières parasites car le tube est "ouvert "et la coupole en acier !

La collimation des miroirs n'a pas été refaite aux vues des préimages de test .

Faire une sélection rigoureuse des images avec un logiciel de tri par mesures de la FWHM et de l'allongement sur 4 étoiles ,tout en gardant

un nombre conséquent de poses pour obtenir un S/B le plus élevé .

       

                                       Tri visuel par lot et comparaison .....                                                                       Tri par logiciel  et visualisation sous EXCEL        

Prendre des pauses pendant les poses  ... sans se déconcentrer  :-)

PRETRAITEMENT (réduction) dans les règles de l'art avec DARKS , FLATS .....


TRAITEMENTS rigoureux et bien dosés pour ne pas créer des artefacts ou du bruit supplémentaire . Logarithme, DDP .... pour désaturer le coeur de l'amas

et mettre en évidence les étoiles périphériques trés serrées !


LES RESULTATS :

Les premières visualiations ont été faites en 'fenêtrant' les images autour de G1 pour accélérer le traitement .

Traitement des images à chaud sur site, DDP avec Prism  + RL2 10 0 sous IRIS - crop à 100% . Pas de tri des images !

                                                                                     Montage comparatif avec les seules images existantes ... en nuances de gris  !        Un bon début  :-)

 G1 semble petit sur les images plein format (4656X3520) ! cadrage sur G1 pour l'image finale .

 L' IMAGE FINALE :

Traitée par Christian Dupriez ( d'aprés notre image prétraitée ) avec IRIS et Photoshop  .

Légère colorisation avec la couche couleur de son image de 2015 .

Addition des 590 images de 10s triées, soit une exposition totale de 100mn (1h40)avec un FWHM final de 1" arc ( échantillonage de 0,2" arc/pixel ) .

Un tri plus strict et un meilleur prétraitement permettrait peut-être de descendre à 0,8"arc.                                                                                                                

 Image à 50%    cliquer sur l'image pour l'afficher à 100% (1556x978 pixels - 10% du champ seulement )                                                                                                                       

Crop Image à 100% .... Cliquer sur l'image pour l'afficher à 200%

Image "champ entier" (15' x 10') en Binning 4 - addition des 806 poses de 10s non triées - traitement rapide - Image à 50% -        Cliquer sur l'image pour 200%

Comparaison avec l'image du SDSS 9 couleur .      Cliquez sur l'image pour 100%!

Notre image de 1h40 de pose est identique en magnitude limite et je pense légèrement supérieure au niveau de la résolution avec un fond de ciel moins bruité.

BILAN :

 Notre objectif est donc atteint et même dépassé !

les excellentes conditions météorologiques et le matériel mis à notre diposition nous ont grandement aidé, mais c'est surtout la nouvelle caméra ZWO ASI 1600 monochrome qui nous a permis d'obtenir ce résultat .

Ce genre d'image, avec des poses courtes mais nombreuses ,en binning 1, nécessite un matériel informatique de qualité pour  sauvegarder les données en temps réel  !

FireCapture sauvegarde l'image de 16 millions de pixels en 32 bits ( 64MO ) .la sauvegarde à cadence élevée de ces images est impossible même avec un SSD . Les logiciels de traitement ne savent pas traiter des centaines d'images de cette taille !

Avoir centré Mayall II sur le capteur nous a privé de ¨Mayall III (résolu légérement sur l'image du SDSS9). Il se trouvait en bord de champ prés d'une belle galaxie ! On en résout quelques étoiles en additionant les quelques poses où il apparait  :-)       Ce sera pour la prochaine fois !

Voici quelques montages comparatifs permettant de mieux visualiser les dimensions de Mayall II et la profondeur de cette image du Ciel  Profond  .... m24 !

Nouveau montage comparatif avec une image plus récente du HST + animation comparative

Pour conclure, je mettrai en avant les associations comme AstroQueyras ,qui permettent aux astronomes amateurs de tous niveaux d'imager dans des conditions idéales avec des télescopes de qualité .

 L'acquisition de nouvelles caméras trés performantes (petits pixels et faible bruit de lecture) à des prix abordables est trés prometteuse pour  l'évolution de l'Astronomie amateur !