Christophe Pellier

Hellooo Après un long silence dû à des engagements associatifs exigeants (mais passionnants !) je trouve enfin le temps de commencer à publier quelques travaux que j'ai sous le coude Ce fil est une étude des couleurs de Saturne par photométrie, c'est le même travail que j'ai déjà fait sur Jupiter, mais c'est la première fois que je m'attaque à la planète aux anneaux. La cible est plus compliquée que Jupiter, à cause des anneaux justement. Au départ je pensais trouver dans la littérature des équations permettant de retrancher la luminosité de ces derniers, mais je n'ai pas réussi à trouver comment faire. Cependant, comme je travaille sur des images résolues, contrairement aux susdits papiers, il m'est possible d'isoler le globe des anneaux extérieurs et d'en calculer la magnitude. Il reste une portion du système d'anneaux devant le globe. Ce n'est pas grave pour le projet qui est de calibrer la luminosité du disque, mais ça limite la comparaison aux références de magnitudes qui existent... Le comportement photométrique de Saturne diffère également de celui de Jupiter, sans parler des anneaux, car il y a des variations saisonnières marquées qui font que l'éclat de la planète dans le rouge et l'infrarouge en particulier connait des évolutions très sensibles. Le globe est moins rouge aux équinoxes, plus aux solstices (quand on réintègre les anneaux, c'est l'inverse : le système complet est plus bleu aux solstices) Comme vous le savez, Saturne s'avance vers sa prochaine équinoxe, qui aura lieu en 2025 - passage à l'automne pour l'hémisphère nord. En conséquence, il y a des variations d'éclat et de couleurs assez marquées et rapides, en particulier de l'hémisphère sud qui sort de l'hiver. Les observations ont été faites en deux fois au mois de septembre de l'année dernière, juste après l'opposition, en utilisant deux étoiles dans le Capricorne et le Verseau. Le seeing était très bon pour la série UV-visible. Je mets des séries de 2022 pour comparaison, mais je n'ai pas fait de calibration pour cette année-là. Voilà d'abord un graphique avec les valeurs de magnitude et d'albédo. Je suis très bien sur les références en UV, bleu et visible, mais je trouve une variation à la baisse sensible en R et IR. Il est possible que ce soit justement dû à l'approche de l'équinoxe, en tous cas les deux valeurs en bande R, obtenues sur 2 nuits différentes et avec 2 filtres différents, sont identiques donc ça sent quand même bon ! La comparaison avec les références n'est possible cependant que parce que la luminosité des anneaux, de l'UV au bleu, est très proche du globe en 2023. Pour le méthane par exemple, il est évident que l'albédo de 12% est trop élevé pour le globe tout seul... Enfin, j'ai encore ajouté le B425 dans la boucle. La bande passante de ce filtre encadre la partie du spectre des planètes joviennes où les variations de contraste sont les plus fortes dans le système de bandes. Ca ne sera pas très notable pour Saturne a priori, par contre pour Jupiter ça sera un filtre clé ! Voici les planches d'images en version psf, pour mieux se rendre compte. En couleurs : on voit bien la variation de l'hémisphère sud qui passe du bleu au vert (spoiler : dans l'épisode 2 à venir, j'arrive à démontrer la variation avec des chiffres) Planche UV-visible : Planche IR : j'ai l'impression que la luminosité du globe a diminué en IR et CH4, mais je n'ai pas encore fait la comparaison, on verra ce que ça dit... suspense A venir l'épisode 2 où on parlera du profil photométrique de pôle à pôle. Dans le 3ème on parlera des anneaux je mettrai les résultats ici même.

Je vends cette caméra car j'avais prévu un setup planétaire particulier qui ne fonctionne pas, la barlow choisie n'étant pas suffisamment transparente dans l'ultraviolet (point incontournable pour moi) achetée neuve en janvier 2023, utilisée 2 fois. En parfait état et complète avec ses bagues, cable USB3, fenêtre de protection, filtre IR 850 nm, et bien entendu le coffret. A noter que j'ai enlevé la fenêtre de protection avant, mais elle est très facile à réinstaller (dans une petite bague à revisser) Valeur neuve 365€ sans fdp, prix demandé 310€ fdp compris.

Merci Jérôme, Oui mais pas facile comme ça de savoir lequel évolue dans quel sens ! D'où l'intérêt de la calibration. A 275 nm les anneaux ont l'air sombres, alors que c'est le globe qui est plus brillant (albédo dans les 30% contre 20% à 350 nm)

Transmission comparée de l'Asahi et du Baader u' : c'était pas mal pourtant !

En gros oui, après en termes de quantité comme j'en ai souvent parlé... c'est très difficile d'aller au-delà de 350 nm dans les faits. Ca demande une instrumentation vierge de toute lentille. Ca a été mon choix précédent, faute de mettre la main sur le vieux IDAS UV. Mais... une partie du revêtement a commencé à se barrer assez vite m'empêchant même de le revendre. Du coup je ne le conseille pas. Je me suis tourné vers l'Asahi qui est un équivalent de l'IDAS en bien mieux, car sa correction infrarouge est excellente, ce qui n'était pas le cas de l'Idas. Seule galère c'est un filtre en 25 mm et il faut donc bricoler un peu pour l'adapter en 31,75. Par contre il sert très peu, très difficile à utiliser, je le réserve surtout à mes virées dans le Queyras. Au sol chez moi, la quantité de lumière est vraiment faible...

Merci paptilleul Je l'ai remis, tu le vois à présent ? En partie. Ces filtres bloquent efficacement après 380 nm, donc il y aura un effet de renforcement du contraste, mais l'Asahi coupe encore plus. Ici de gauche à droite, Asahi 340, Astrodon UV/u', Chroma U (en vert c'est une simulation de la transmission atmosphérique) : Voici Saturne en 2023 par le HST, F343M (UV encore plus coupant que l'Asahi), F395N (filtre 380-400), et F467M, bleu large:

Hello ! La suite Voilà quelques analyses supplémentaires, avec des indices. Pour commencer, j'ai eu quelques infos de la part de pros (Ricardo Hueso et Amy Simon). Ils m'indiquent que sur les résultats qu'ils obtiennent du HST, la partie sud de la zone équatoriale, celle qui est juste au nord de l'anneau C/ombre en 2022, a vu son albédo augmenter de 2018 à 2020. Il y a donc des évolutions possibles à cet endroit, ce qui peut tout à fait expliquer les résultats en IR où je pensais détecter une diminution de la luminosité du globe... Sauf que si cette zone a encore augmenté entre 2022 et 2023, il n'y a pas forcément de modification au niveau du globe complet. Donc à prendre avec des pincettes... Tout d'abord, voici quelques données supplémentaires en ultraviolet. Au côté du Chroma Bessel U, j'utilise aussi un Asahi 340 qui va chercher plus loin vers l'UV, et bloque bien après 380 nm. A condition que l'instrumentation le permette, il est donc possible avec ce filtre de détecter l'augmentation de l'albédo de Saturne au-delà de 350/360 nm. Le T620 AstroQueyras, sans barlow et à 3000 mètres d'altitude l'an passé avait fourni des images convaincantes : J'ai tenté de calibrer une image avec mon 300 au sol lors de ma session photométrique mais ça a été un échec contrairement aux autres filtres. Comme je trouve une valeur juste en bande U (albédo 0,2) j'ai évalué sur le spectre de Saturne que l'albédo qui devrait sortir avec le 340 avoisinerait plutôt les 0,22. En retenant cette valeur j'ai pu sortir le profil photométrique, voici ce que ça donne en comparaison avec deux autres prises au Bessel U : J'ai bien une augmentation de l'albédo hors zone équatoriale. Sur la courbe d'origine, les latitudes australes les plus brillantes à 40°S sont mêmes plus brillantes que les anneaux. A noter qu'apparemment j'ai bien aussi un albédo plus élevé au T620 AQ avec le Bessel U, alors que le filtre et la caméra sont identiques avec ma prise au 305 chez moi, ce qui prouverait qu'avec la meilleure instrumentation la bande passante effective tape également plus loin dans l'UV. Voici à présent quelques indices. Il s'agit de diviser une bande par une autre, de façon à faire apparaître des évolutions. Les deux sont tirés de la littérature scientifique. Le premier consiste à diviser le bleu par le rouge. De cette façon on calcule un indice de couleur qui classe les latitudes sur une échelle "plus rouge ou plus bleu". L'indice montre bien deux choses : 1) Que l'hémisphère sud d'hiver est bien plus bleu que le nord 2) Qu'entre 2023 et 2022, on trouve bien cependant un "rougissement" de ce même hémisphère, à cause de son passage du bleu au vert. Il sera intéressant de voir ce que ça donne pour 2024, de ce que j'en vois sur les premières images j'ai l'impression que cet hémisphère est redevenu un peu plus bleu... Le deuxième indice est plus complexe. Les scientifiques divisent des données obtenues dans l'ultraviolet B, qui nous est inaccessible, par des données dans la bande du méthane. Ces deux bandes sont à la fois sensibles à l'altitude des nuages (CH4) mais également à leur degré d'opacité (UVB). En faisant UVB/CH4, on calcule donc un indice d'altitude/opacité. Je ne l'ai jamais tenté sur Jupiter car en bande U (UVA), l'aspect reste très différent de l'UVB. Mais sur Saturne c'est différent, on a déjà un aspect similaire (il y a une grosse différence de part et d'autre de la barre des 400 nm...). Je sors donc un résultat ici, qui montre sans surprise à quel point la région équatoriale de Saturne est occupée par des nuages nettement plus élevés et/ou opaques. Du coup j'ai enfin trouvé l'interprétation des images de Saturne en UV... Les hémisphères "brillants" le sont à cause de la diffusion de Rayleigh, et la zone équatoriale est sombre car les nuages étant plus élevés, il y a moins de diffusion. J'essaye de terminer vite avec les anneaux, et après je pourrai enfin commencer à traiter les Jupiter 2023...

Beau résultat à nouveau. Ces couleurs raah

Non c'est pas stupide t'inquiètes, c'est pas évident de "lire" ces courbes, savoir exactement ce qu'elles représentent... Y'aura des données supplémentaires sur les couleurs avant les anneaux

Merci Jean-Pierre ! Merci Mat, C'est lié aux couleurs froides de l'hémisphère d'hiver, à part ça... C'est seulement la partie du globe qui est au-delà de la ligne de visée tu peux remarquer qu'entre 2022 et 2023 le "décrochage" se décale vers le nord, à mesure que cet hémisphère se tourne vers nous. La cartographie est faite avec WinJupos, la zone circulaire de la première planche vient d'Iris et n'est là que pour calculer la luminosité (outils de photométrie)

[SECOND VOLET] A présent, on passe aux scans nord-sud. La méthode est la même que pour Jupiter : je calcule l'albédo d'une région précise, ici en l'occurrence la partie sud de la zone équatoriale, et je mets tout le reste à l'échelle. Les anneaux sont supprimés du résultat. J'ai tenté de calibrer les mêmes scans sur les images de 2022, en partant du principe qu'a priori, cette région de la zone équatoriale n'a pas du voir son albédo évoluer significativement en seulement une année. Ca se discute mais j'ai l'impression que ça colle... Les planches présentent les versions psf cartographiées, pour contextualiser les courbes qui sinon ne sont pas très parlantes pour tout un chacun ! Dans l'ultraviolet, la particularité est que l'hémisphère sud d'hiver est plus brillant que l'hémisphère nord tourné vers le Soleil. La luminosité au suddiminue en 2023. En B425 (pas de référence en 2022), les deux hémisphères sont pratiquement au même niveau : En bandes R, V et B, c'est là que ça devient intéressant. Avec l'évolution de la saison, on doit s'attendre à voir l'hémisphère sud devenir plus lumineux, et le nord moins lumineux. C'est effectivement ce qu'on constate en bande R : ... Mais pas en bande B !! Les deux hémisphères diminuent de luminosité. C'est la trace de la perte de la couleur bleue en 2023 Et en bande V, on note bien une hausse de la luminosité au sud, mais très nette. C'est pour ça que la couleur est passée au vert A présent on va parler de l'infrarouge, et là par contre j'ai des résultats un peu surprenant, car les résultats semblent montrer une baisse notable de la luminosité nord du globe en bande I, même de tout le globe en CH4, à l'exception sans doute de la zone équatoriale partie sud. Je ne sais pas si les chiffres sont corrects ou bien si ma méthode de calibrage a posteriori de 2022 ne fonctionne pas. Cependant, j'avais cette impression de globe plus sombre sur les images avant même de faire les mesures, donc c'est peut-être une réalité. En CH4 c'est très net, j'ai choisi de mettre 2 mesures pour 2023, qui sont cohérentes entre elles donc ça semble juste... Pour la suite, je vais rajouter un troisième volet avant de parler des anneaux, car je vais avoir des résultats intéressants en calculant des indices de couleur (et peut-être d'absorption/opacité avec UV et CH4), et je vais peut-être voir pour introduire des résultats en fausses couleurs. Bon dimanche

Pour le détail des teintes froides j'avoue ne pas avoir d'explication, mais le rose fait partie des couleurs visibles pour les raisons de saison. C'est pas la première fois du reste, rappelle toi en 2022 c'était festival (image de Christian)

Merci Christophe, je n'arrive pas bien a régler les canaux couleur avec cette camera pour le moment, peut être ca vient de la? Non, cette bande est vraiment rose La balance est plutôt correcte, avec une dominante jaune "chaude" y compris sur les anneaux qui ne seront pas brillants à présent.

Très belle Saturne, on dirait qu'on va avoir une belle bande rose dans l'hémisphère sud vert...

Excellent si près du Soleil !

Merci Florian

Merci Michel et Christophe !

Merci William et Loulou, Pas mieux que la réponse de @MatEX

Merci Paul, Alain, Fabrice, Jérôme et Matthieu ! Episode 2 sans doute le week-end prochain !

La différence de teinte entre les deux hémisphères est déjà visible, j'aime bien !

Merci Deep et Sauveur

Alors c'est pas exactement le problème soulevé par J Rogers, Simon, ce qu'il dit c'est que dans la zone équatoriale et certains jets, en 3 H le déplacement peut atteindre 1° de longitude. Donc sur une image qui contient 1 à 2 H de données... les mesures précises de vitesse de vents et de déplacements des objets sont un des fondements de l'observation de la planète.

Quelques autres commentaires intéressants de John Rogers. Il y a aussi un risque de perte de précision dans les mesures du système 1, mais aussi la perte de détails réels intéressants sur les bords. Dans tous les cas même si on produit de telles images, je pense qu'il faut les accompagner par des prises de vue plus courtes.

mmh tu vas toujours utiliser plusieurs images, et pas le résultat de la dérotation d'une heure ou deux... ça change rien je pense

En fait le véritable inconvénient que je vois c'est qu'au lieu de produire plusieurs images (sur une heure de temps, on peut en produire 4/5 au moins), on n'en publie plus qu'une seule... et paradoxalement, ça fait perdre en information, puisque les détails enregistrés sur les premières et dernières images seront concentrés sur les bords. C'est dommage pour le suivi des détails. C'est une modification qui s'adresse avant tout aux observateurs dont le but est de sortir une très belle image avant toute chose.