Un Hubble Deep Field "fait maison"

Cette page décrit les résultats d'une pose longue durée sur le ciel profond, réalisée avec un télescope de 305mm et une caméra Audine (KAF410E), afin de tester les magnitudes limites atteignables avec un tel matériel.
Afin d'avoir une image de référence bien plus précise, nous avons choisi d'observer le champ du Hubble Deep Field.
Bien entendu, il n'est pas question de tenter de se mesurer à Hubble, mais il est interessant de pouvoir identifier des objets communs.

 

 

I. Le Hubble Deep Field (ou HDF)

Le projet du Hubble Deep Field est né peu après 1993, avec l'idée qu'il serait interessant d'utiliser le télescope spatial pour l'observation d'un champ très profond, afin de mieux mettre en évidence les détails d'objets très faibles et lointains.
Un champ, proche de la Grande Ourse a été choisi, et près de 10 jours d'observation cumulées ont été faites sur cette petite zone de environ 2.5 arcmin de côté. Il en est sorti cette image devenue célebre montrant des milliers de galaxies de formes très variées, sur l'image la plus "profonde" jamais réalisée jusqu'alors.

 

(v. ci-contre - Image NASA)

II. Localisation du HDF

Le HDF est situé dans une zone assez pauvre en étoiles, au coordonnées:

12h36m49.4s
+62°12'58"

L'étoile 76 UMa, de magnitude 5.9, est assez proche et peut servir de jalon.

Pour le reste, il est indispensable de se servir d'un catalogue très précis tel que le USNO A2.0 pour bien reconnaitre le champ.

Ci-dessous, l'image du DSS (Deep Sky Survey) avec le HDF en surimpression:

 

 

III. L'observation

L'observation a été faire début Avril 2003, avec la Grande Ourse haute dans le ciel durant la majeure partie de la nuit.

Des séries d'images ont donc été acquises durant une partie de la nuit, puis après tri et pré-traitement, elles ont été additionnées, donnant une image avec un temps de pose équivalent de environ 161 minutes (2h40).

 

IV. Les résultats

Voici une petite analyse de l'image réalisée, faite avec le logiciel Prism5

Image en négatif

Les astres les plus brillants ont laissé une trace verticale("smearing" car pas d'obturateur), ce qui n'est pas bien génant au niveau du HDF, situé en dehors de toute trainée brillante.

Identification du champ

Ici, on a superposé la cartographie de l'USNO A2.0, et l'on a indiqué les magnitudes R de quelques étoiles visibles.
La magnitude 19 est bien sûr atteinte sans problème

Photométrie automatique

Ici, on se sert de la fonction de photométrie automatique de Prism5. En effet, une fois le champ identifié, Prism est capable de sélectionner les objets stellaires dans le champ et de déduire leur magnitude à partir du catalogue USNO A2.0.
On remarque des objets dépassant la magnitude 20 ou 21.

Ci-contre, un tableau montrant l'un des résultats de cette photométrie automatique:
Il s'agit du rapport Signal/Bruit des objets stellaires en fonction de leur magnitude.
On y voit que la magnitude limite atteignable (S/B=3) se situe vers un peu plus de Mag. 20.

(Rque: l'échelle de l'axe Y est logarithmique)

 

Pourtant, sur l'image d'origine (ici en fausses couleurs), il semble bien qu'il y ait une multitude de petits objets faibles, qui n'ont pas été comptabilisés par la photométrie automatique, sans doute car étant parfois trop "surfaciques".
Quelques-uns ont été signalés par des flèches jaunes.

Une photométrie manuelle par une autre méthode a révélé des astres de magnitude limite environ 22.

Identification avec le "vrai" HDF

Afin d'en vérifier la nature, il est temps de se servir de l'image de Hubble pour tenter d'identifier ces astres.

L'image de Hubble a été redimensionnée et superposée sur notre image.

 

A titre de comparaison, l'image du DSS figure au dessous: on retrouve bien certains des points faibles.


L'identification de ces objets très faibles reste délicate, mais il semblerait bien que l'on trouve 11 objets non stellaires (galaxies) sur notre image.

Il est donc probable que la plupart des autres objets très faibles visibles hors du champ du HDF soient aussi des galaxies très ténues.

(Rque: les deux points communs proches du bord gauche sont des étoiles)

V. En conclusion...

Cette petite manip a permis de mesurer la magnitude atteignable avec Audine au foyer de notre T305:
A condition de poser suffisament: des magnitudes de 20 à 21 sont clairement mises en évidence en 2h40 de poses cumulées... ceci dans un site ou la pollution lumineuse progresse d'année en année malheureusement...

 

Liens...

http://www.stsci.edu/ftp/science/hdf/hdf.html La page "officielle" du HDF: toutes les infos détaillées!