|
Un scan du bord (limbe) solaire autour de la raie
H alpha tel qu'il est obtenu avec l'instrument. L'image est fenêtrée
pour réduire la taille du fichier. La raie de l'hydrogène
est encadrée par deux raies telluriques qui peuvent servir à
la qualibration en longueurs d'onde. Le bord solaire est renflé
au niveau de la raie H alpha. C'est la trace de la chromosphère
qui est émettrice dans cette longueur d'onde. En dehors de cette
raie la limite entre Soleil et extérieur est bien tranchée
et marque la photosphère. La mise au point de la netteté
de l'image commence par la focalisation de l'image donnée par la
lunette sur la fente d'entrée du SHG. Dans un premier temps on
rend nette cette limite photosphérique. Puis on affine cette mise
au point en observant sur l'image animée les "frétillements"
des détails de la raie H alpha en s'efforçant de les rendre
le plus net et le plus fin possible et en recherchant le contraste maximum
des fins détails. |
|||
Extrait du scan du 2005/07/14 : 20050714_ha-10.avi début à 8h35 TU 1500 images. |
Le coronographe est un instrument idéal
d'observation des protubérances. Il permet de mettre en évidence
leur structure et les mouvements de matière. Au contraire, le spectrohéliographe
fournit le moyen de connaitre la composante radiale de ces vitesses. Les
deux instruments se complètent donc bien. La richesse du SHG est de donner du phénomène
observé une vue dans une large gamme de longueurs d'onde.
Dl est
le décalage en longueur d'onde en angströms, V est la vitesse
de la lumière en km/s et l est
la longueur d'onde de la raie utilisée, 6563 angström pour
la raie Ha. |
La même protubérance
au même instant mais dans des longueurs d'onde différentes.
|
En fait, l'information dont nous disposons est encore plus riche. Comme expliqué dans la page Spectrohéliogramme, la reconstruction de l''image à une certaine longueur d'onde à partir du scan AVI (de disons 1500 images) s'obtient en prenant dans chacune des 1500 images de cette animation une colonne de même numéro. C'est le choix de ce numéro de colonne qui fixe la longueur d'onde de l'image synthétique reconstruite. |
|
Image au centre de la raie
H alpha (14/07/2005 10h29 TU) en haut.
Image totale multi-longueur d'onde, en bas. |
En sommant les images obtenues dans toute une gamme de longueurs d'onde autour de H alpha on obtient une image globale multilongueur d'onde assez semblable à ce que montrerait le coronographe qui utilise un filtre de bande passante 10 Å. C'est ce que l'on a fait dans l'image ci-dessus. |
Correspondance entre les spectres
et l'image totale multi-longueur d'onde.
|
Il est alors particulièrement intéressant
de reconnaitre la gamme des vitesses présentes dans les diverses
parties de cette image totale. Le niveau de la photosphère étant bien positionné l'identification est aisée. On dispose alors non seulement de la vitesse radiale moyenne mais aussi de l'étalement des vitesses autour de cette moyenne. Ci-dessus l'image totale est encadrée par deux images du scan AVI. On voit que le petit globule bissecté par le trait rouge contient de la matière qui s'éloigne de l'observateur avec une gamme de vitesses radiales entre 100 et 180 km/s. Le gros globule, très brillant, bissecté par le trait vert est quasiment immobile. On y détecte des mouvements turbulants dont la gamme des vitesses se répartit entre -50 et +50 à km/s environ. Le volume d'information à notre disposition est considérable! |
|
Dans le cadre ci-dessus on montre un scan d'une protubérance à gauche et une des images de ce scan à droite. Sur cette image de droite on a tracé les profils photométriques de quelques "nuages Doppler". Il serait interessant de comparer ces répartitions de vitesses et peut-être d'en faire une étude statistique en comparant les formes de ces profils et leur largeur à mi-hauteur. Celà pourrait donner une idée de la turbulence dans cette partie de la chromosphère. On voit un exemple ci-dessous. |
Il faut trouver un moyen de rendre ces informations
sur les vitesses accessibles et lisibles facilement. L'idée classique
consiste à attribuer une couleur à chaque valeur de vitesse
radiale à l'aide d'une charte colorée. C'est ce que j'ai fait
à la main sur une image totale. Le travail est long! Voici le résultat obtenu ci-dessous. |
Dopplergramme montrant les
vitesses radiales relatives des diverses parties du phénomène
total.
|
Il convient d'attribuer une couleur arbitraire de la charte colorée à chaque valeur du décalage Doppler pour obtenir un rendu en fausses couleurs de l'échelle des vitesses radiales. C'est ce l'on a fait dans la série d'images qui va suivre. J'ai d'abord utilisé une charte en 5 couleurs pour colorer les images traduisant des vitesses radiales entre -80 et +80 km/s ce qui couvrait presque la largeur de la fenêtre du scan. Mais à partir de 9h30 la violence du phénomène observé a nécessité l'élargissement de cette fenêtre pour enregistrer des décalages Doppler beaucoup plus importants comme on le verra plus bas. La charte colorée a alors été extrapolée et étendue à 7 niveaux ce qui est loin encore de permettre de couvrir les vitesses extrèmes observées. |
Voici la série des images résumant l'observation
dans toute sa durée. Les trois premières situent le phénomème sur le limbe solaire. Les autres classées par ordre chronologique montrent les Dopplergrammes obtenus comme indiqué plus haut. Pour tout ce travail j'ai utilisé IRIS le logiciel gratuit de Christian Buil et Scriptis qui permet d'enchainer une séquence de commande IRIS sans avoir à les exécuter à la main. Depuis lors, Christian a ajouté cette possibilité dans IRIS. Le gain de temps est considérable et le travail devient possible facilement. |
Le 14 juillet 2005 au matin la région active NOAA0786 apparait juste au limbe. L'image au centre de la raie H alpha montre encore un plage brillante et une protubérance flotte juste au-dessus. | |
Sur cette image à -7/8 d'angström
du centre de la raie le réseau apparait bien avec ses "mottles"
entourant des régions calmes. Remarquer la disparition de la brillance de la plage loin du cur de H a. |
|
Vue assez semblable en apparence mais à H alpha +7/8 A. Ces trois images issues du même scan sont datée du même instant. |
|
En haut centre de H alpha, au centreH alpha moins 7/8 A, en bas +7/8 A | |
Rendu en fausses couleurs des vitesses radiales. |
|
En moins de 5 minutes l'aspect change du tout au tout! |
|
Le spray s'étend et se dilue peu à peu alors qu'un nodule sur sa gauche semble augmenter d'activité et devient plus brillant (vert). De ce nodule se détachent deux arches de matière. Si l'on observe au coronographe on voit souvent de tels nodules alimenter en matière des arches où cette matière s'écoule vers le bas et tombe vers la photosphère. | |
L'élargissement du spray continue et on distingue bien son déploiement en rayons distincts. Plus à droite un nouveau jet (vert) part du bas vers la droite parallèlement au premier dont l'amplitude décroit. | |
Le spray s'évanouit peu à peu. Le dard vert qui décroissait en intensité éjecte à nouveau de la matière suivant une boucle qui s'éloigne de l'observateur comme en témoigne les couleurs rouge et orangé. Sa trajectoire s'incurve en même temps vers le bas. | |
L'écoulement dans la boucle revient pour finir vers nous (vert) en suivant les lignes de force du champ. Nouvelle activité sur la partie gauche. |
|
L'arche de droite se déploit en 4 arches distinctes. De nouvelles arches apparaissent aussi issues du nodule (vert-jaune) en lévitation à gauche.
|
|
Les arches de droite perdent de l'intensité. A gauche, une nouvelle arche vient de se détacher du nodule-source et chute vers l'arrière en direction de la photosphère. |
|
Diversification des arches de gauche dont la visibilité s'améliore et qui se distinguent mieux les unes des autres. | |
Fin de l'éruption de droite. Les arches de gauche semblent s'affaisser . | |
Nouvelle éruption à droite sous la forme d'un jet oblique fin et très rapide dans le plan de l'image. | |
Le nodule suspendu à gauche redevient très émissif avec un mouvement de matière dans la direction de l'observateur. Le jet de droite a beaucoup progressé en quelques minutes. | |
Un nodule brillant est apparu sur le jet de droite qui peu à peu s'efface. A gauche la surbrillance vient d'émettre une arche qui plonge vers l'arrière en direction de la surface solaire. Apparition d'une zone rouge juste au-dessus de la photosphère avec un mouvement vers l'arrière à droite. |
|
Cette arche est maintenant bien visible de couleur orangé et rouge. La zone rouge est bien visible encore. Départ d'un jet oblique jaunatre vers la gauche à l'extrème gauche de l'image. | |
Renforcement important du pied de l'arche de droite en vert. | |
Une arche sort rapidement de la surface solaire et grimpe au-dessus du nodule suspendu. | |
Le pied de cette nouvelle arche devient très émissif. Le jet en bas à droite se poursuit. | |
Au sommet de la nouvelle arche un nodule émissif vient de se former. Le milieu de cette arche se gonfle en fuyant vers l'arrière plan (rouge). Début d'une nouvelle émission (jet) à droite (vert). | |
Ce jet de droite prend de l'ampleur. Départ d'un jet vertical du pied des arches (jaune). |
|
L'émission de droite se renforce beaucoup. | |
Nouveau départ fulgurant d'un jet rapide (vert) à
droite. L'activité à gauche s'accroit considérablement en quelques minutes! |
|
Devant l'ampleur de vitesses en jeu j'ai augmenté
la taille du fenêtrage de l'AVI et je suis passé à
une charte en 7 couleurs en ajoutant le violet et le pourpre. Celà
a pour effet de modifier un peu la teinte moyenne de la surface solaire
surexposée où la balance des couleurs est modifiée,
devenant plus chaude. |
|
Le jet de droite s'étend et change progressivement de direction de l'arrière vers l'avant. | |
Intense activité au niveau du complexe d'arches à gauche avec de nouveaux départs. | |
Affaiblissement progressif du jet de droite. Un nouvel arc-boutant apparait à gauche s'appuyant sur le premier émis. |
|
Disparition de l'émission à droite, le jet n'est plus visible. Un nodule surbrille en rouge suspendu au-dessus de la surface à gauche. |
|
Réactivation de la brillance des pieds de deux arches. Mouvements vers l'arrière pour l'un, vers l'avant pour l'autre. |
|
Baisse d'activité du pied (rouge) de droite. | |
Nouveau départ oblique à gauche. | |
Changement radical à gauche où les arches s'affaiblissent rapidement. Une forte émission au ras de la photosphère apparait sur un large arc orangé. | |
Effondrement des arches de gauche, l'édifice s'écroule.... Une nouvelle émission est en cours à droite! |
Tout ceci est bien riche en information mais
exige beaucoup de place pour l'archivage. Les 32 fichiers AVI occupent
près de 25 Go sur le disque dur! Des séquences que l'on vient de voir j'ai extrait
une des images montrant un décalage Doppler impressionant. |
2005/07/14 10h44 TU NOAA 0786: La vitesse radiale de la matières dans le petit nodule rouge au bout de l'arche atteint presque les 400 km/s. |
Profils photométriques des lignes marquées de rouge et de bleu sur l'image ci-dessus. |
6 août 2005 9h51mn TU.
Protubérance 1 ci-dessous | Protubérance 2 ci-dessous |
Dopplergramme des deux protubérances. Rouge s'éloignant à 10km/s et bleu se rapprochant à 10km/s, vert vitesse radiale nulle. |
On peut aussi comparer l'aspect du phénomène dans d'autre longueurs d'onde. Ci-dessous deux images de ces protubérances quiescentes dans la raie Ha (6562.8Å) et dans la raie D3 de l'hélium (5875.6Å). |
Les protubérances quiescentes étudiées ci-dessus dans la raie H alpha (Ha 6562.81Å) |
Les mêmes protubérances dans la raie de l'hélium (He D3 5875.6Å) |
Dans les images ci-dessous on a essayé de mettre
en évidence les mouvements de matière dans une protubérance. Les images gauche et droite sont obtenues en faisant la différence des images R (H alpha plus 0.25Å) et B(H alpha moins 0.25Å). Ceci correspond à une vitesse de +/- 12 km/s vers l'observateur pour le bleu et fuyant l'observateur pour le rouge. Dans l'image noir et blanc de droite, le gris moyen du fond du ciel correspond à une vitesse nulle. Au centre l'image issue du SHG de Meudon, au centre de H alpha, pour comparaison. |
Dopplergramme fausses couleurs.
|
Image Halpha centre (SHG de
Meudon).
|
Dopplergramme noir et blanc.
|
Une belle protubérance
que je n'avais pas remarquée à la prise d'images et découverte
en cours de traitement des images. |
Tentative de rendu Doppler coloré sur des protubérances quiescentes. |
A gauche, montage montrant la protubérance
et la surface solaire. A droite la protubérance seule en Ha. |
||
Dopplergramme traduisant les vitesses radiales. Les régions colorées en rouge viennent vers nous, les régions colorées en bleues s'éloignent. La vitesse nulle est traduite en vert. | ||
La même protubérance dans la raie
D3 de l'hélium. Fichier : 051218he13.avi 14h25TU. |