Transit de l'exoplanète HAT-P-12 b (+question IRIS)

[jfleouf 3 447]

Salut à tous,

Inspiré par la multiplication des mesures de transit d'exoplanètes par les amateurs, j'ai décidé de me lancer. Depuis la maison, en milieu suburbain, pas facile de faire de belles images du ciel profond, et je n'ai pas toujours la motivation de transporter le matos à 30 minutes de voiture pour avoir un ciel correct. Alors je me suis dit: pourquoi pas mettre à profit le nuit claires pour faire de la photométrie et observer le transit d'une exoplanète ?

Première étape: trouver une cible. Le site http://var2.astro.cz/ETD/predictions.php permet d'obtenir la liste des transits à venir. Pour lundi 27 avril 2015 depuis Bloomington (Indiana), le candidat idéal est HAT-P-12b. Une planète découverte en 2009 et qui tourne en ~3 jours autour de son étoile de magnitude 12.8, paumée au fin fond de la constellation des chiens de chasse.
Début du transit: 2:36UT, maximum:3:46UT, fin:4:56UT
Baisse de luminosité prévue: 0.0204 magnitudes

Clairement, ça n'est pas l'exoplanète la plus facile à observer, mais avec un transit entre 22:36(HL) et 00:56(HL) ça me permet de laisser tourner le télescope pendant la soirée et de tout ranger juste avant d'aller dormir. Dodo vers 1;30 du mat, ça reste raisonnable...

Le matos utilisé: Celestron C8 edge HD sur Advanced VX (va falloir que j'investisse dans le réducteur de focale...), Canon EOS 350D.
Pauses de 45 secondes à 1600 ISO

Voici le champ photographié, avec l'étoile cible cerclée de rouge:

Rien de bien folichon à priori...

Traitement: comme pour du ciel profond classique avec iris (flat, dark, offset, stellar registration) mais sans faire l'étape 'CFA conversion of a sequence'.
Ensuite, sélection de l'étoile cible et de 4 étoiles de référence pour la photométrie et le tour est joué.
J'ai utilisé R pour les graphs et les stats.

Voici le résultat. Les deux lignes verticales rouges indiquent le début et la fin du transit:

Bon, c'est pas super net, il y a beaucoup de bruit, mais il me semble bien que le signal est là.

J'ai fait deux manips supplémentaires pour vérifier que je ne voyais pas simplement du signal dans du bruit juste parce que je veux y croire (avec les yeux de la foie, on voit un peu ce qu'on veut...).

1. Un peu de stats. J'ai plotté les distributions des valeurs pendant le transit, et en dehors du transit. Les deux distribution ont une moyenne significativement différente (p<<0.001, t-test)

2. J'ai mesuré la courbe de lumière d'une autre étoile du champ, sélectionnée au hasard (mais spatialement proche et avec une magnitude proche de l'étoile cible).

Résultat:

J'ai aussi vérifié que les distributions des valeurs pendant et en dehors de la période du transit ne sont pas significativement différentes (ce qui est le cas, p=0.4).

Conclusion: une observation assez bruitée, mais réussie. La baisse de luminosité causée par le transit est bien là.

Maintenant il me reste à améliorer le protocole pour obtenir des courbes plus nettes.

QUESTION: J'ai vu sur le site de cbuil et dans d'autres messages qu'il est recommandé d'utiliser la commande split_cfa pour travailler sur les images vert_1, bleue, rouge, et vert_2 (de la matrice de bayer) séparément. Problème, je ne vois pas à quel moment je suis supposé faire ça, et aussi comment appliquer split_cfa à toutes la série d'image. Si quelqu'un pouvait éclairer ma lanterne, ça serait super.

Merci d'avance.

jf

[polo0258 38 832]

un grand coup de chapeau! superbe manip!!!
polo

[Gribol 289]

Bonjour jf,

Très belle manip, j'en ai fais une similaire sur TrES-3 b au C8 (classique) il y a quelques jours (Transit de l'exo-planète TrES-3 b au C8)

Je pense que tu aurais du faire des poses unitaires plus longues. 45 secondes pour une magnitude 12.8, surtout si tu travailles à F/D10 et avec un APN, c'est largement insuffisant, tu ne dois pas avoir un bon S/B pour l'étoile variable à mesurer.
Tu peux essayer de grouper les images par deux pour améliorer le S/B.

Ensuite, le fait de faire une registration (un recalage de la série d'images par rapport à une image de référence) va également diminuer le signal (pour t'en convaincre, regarde la FWHM d'une image avant et après recalage, tu verras la FWHM après recalage va augmenter).

Tu devrais essayer d'utiliser Muniwin (Muniwin), il est très pratique. Utilises les images prétraitées (offset, dark, flat) mais non recalées.

Enfin le choix de l'étoile de comparaison est important, il faut qu'elle soit le plus proche possible au niveau des indices de couleur de ton étoile variable.

Allez vivement la prochaine mesure ;-)
Marc

[baroche 8 527]

Super challenge réussi, bravo ...

[vindematrix 879]

très interessant cette étude, une approche du CP sans contrainte de longs temps d expo, et qui peut de faire sans suivi.
cela est tentant, le site est très bien fait, mais un peu compliqué pour un novice comme moi.

Peut on schooter cet été des exo, sans trop se casser la tête....?
non, une exo, est une planète,pas une étoile; donc il faut qu elle soit vachement grosse, éblouie par son soleil, elle doit être quasi impossible de la détecter.

j ai pu obtenir au 254 sw au foyer, des magnétudes de 14.5 avec 40 secondes de pose,
et 800 iso, sur le 1100 d.

comment peut on prévoir dans quelle constellation chercher.

bruno

oui, cela me tente.

[Ce message a été modifié par vindematrix (Édité le 29-04-2015).]

[jfleouf 3 447]

Merci à tous pour les commentaires

>Marc, j'ai bien vu ta manip sur TrES-3 b et je suis impressionné par la qualité du résultat.
Même sans avoir fait le calcul pour estimer le S/B, je me doutais bien que 45 secondes ça serait un peu juste pour détecter une baisse de signal sur une étoile de magnitude 12.8. Mais sans autoguidage, et à 2 mètres de focale, c'est le max que je peux utiliser avant que les étoiles ne s'allongent trop. A l'avenir j'ai bien l'intention d'autoguider et de poser plus longtemps.
Merci pour les conseils. Le coup de prendre une avec un indice de couleur proche de la cible semble intéressant. Tu utilises quoi pour ça ? Aladin ? Quel catalogue ?
J'ai essayé Muniwin et ça marche bien aussi.

>Bruno, le site donné plus haut n'est vraiment pas compliqué à utiliser. Tu entres les coordonnées géographique de ton lieu d'observation et il te calcul tous les transits visibles avec: Heure de début, milieu et fin. Magnitude de l'étoile et perte de magnitude prévue pendant le maximum du transit. Il t'indique également la hauteur sur l'horizon de l'étoile à chacun des 2 contacts + maximum du transit ainsi que les coordonnées (J2000) de l'étoile.
La plupart de ces planètes ont des périodes de révolution très brèves (quelques jours) donc les transits sont relativement fréquents.
Cet été, tu as au moins deux candidats: TrES-3 b (cf post de Marc). L'étoile n'est pas super brillante mag 12.4 mais la chute de luminosité est bien marquée (0.0291 mag). Dans la constellation Hercule

L'autre candidat idéal c'est HD189733 b, située juste à côté de m27 (tu peux avoir les deux dans le même champ de vision). Très facile à reprérer (si tu sais pointer Dumbell, alors tu peux pointer HD189733 b), brillante (mag 7.67) et avec une forte chute de luminosité pendant le transit (0.0282)

Par contre je ne te suis pas trop sur:

quote:

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Peut on schooter cet été des exo, sans trop se casser la tête....?
non, une exo, est une planète,pas une étoile; donc il faut qu elle soit vachement grosse, éblouie par son soleil, elle doit être quasi impossible de la détecter.

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Tu penses faire une image directe de l'exoplanète ? Oublie... L'exoplanète est trop proche de l'étoile, noyée dans sa lumière, et pas assez lumineuse elle même. Même les télescopes pro n'y arrivent pas (à quelques exceptions près il me semble, encore que si ma mémoire est bonne les rares 'exoplanètes' visibles sur images sont plus proches des naines brunes...

jf

[apricot 1 590]

C'est super, de plus en plus d'astram se lancent dans ce genre de manip Bravo pour cette courbe ! On dirait bien que le transit est là. Tu peux essayer de model-fitter tes données sur le site de l'ETD pour voir s'il le confirme.
Muniwin pourrait aider à tirer le meilleur des données. Mais un autre truc qui peut aider c'est de défocaliser un peu (genre 5 pix) pour étaler le signal utile des étoiles sur plusieurs photosites, ca permet de lisser un peu les erreurs, et d'utiliser des temps de poses plus long (30 sec minimum, 1-2 min est bien, au delà tu perds en résolution temporelle : viser la moitée de la dynamique du capteur, sans jamais saturer, et en anticipant la variation de luminosité de la cible au cours de la nuit... La formule est airmass = 1/sin(radians(hauteur_en_degre))
et maxpixend = maxpixstart*(airmass start/airmass end)^(2/3)

Par contre, je ne suis pas sur que de ne pas registrer les images soit une bonne idée car si tes étoiles ne tombent pas toujours sur les mêmes pixels, tu va attraper les variations qui existent entre pixels (tout les pixels des capteurs ne naissent pas égaux et n'ont pas exactement la même réponse).

Pour regarder les indices B-V ou les types spectraux pour le choix des étoiles, Aladin est bien.

Enfin pour Iris, logiquement ca devrait être prétraitement (bias drak flat cosmétique) puis split_cfa2 et aligner. Ou bien convertir les CFA en noir et blanc, comme ici : http://etmor.free.fr/variable/tuto_variable.pdf

Jean-Philippe

[Ce message a été modifié par apricot (Édité le 29-04-2015).]

[Ce message a été modifié par apricot (Édité le 29-04-2015).]

[jfleouf 3 447]

Merci Jean-Philippe pour les infos supplémentaires. J'avais bien vu que la défocalisation aide à améliorer la précision des mesure. Seulement, avec seulement 45 secondes de pause à F/D 10 sur une étoile de magnitude 12.8 le je ne pouvais pas trop me permettre de défocaliser, sous peine de ne plus voir l'étoile !
Les prochaines tentatives seront faites avec auto-guidage et réducteur de focale (commandé, livraison prévu pour bientôt...) et défocalisation !

Vu le nombres d'astrams qui font ce genre de manip, on va finir pas découvrir une exo-planète...

jf

[muller 438]

Pourquoi ceci ?
"sans faire l'étape 'CFA conversion of a sequence'."

est ce que cette etape introduit de la non-linearite dans les donnees ?

[jfleouf 3 447]

quote:

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Pourquoi ceci ?
"sans faire l'étape 'CFA conversion of a sequence'."

est ce que cette etape introduit de la non-linearite dans les donnees ?

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A vrai dire, je ne sais pas vraiment pourquoi j'ai sauté cette étape. Dans ma tête la conversion permet de passer d'une image noir et blanc à une image couleur, et je n'ai pas besoin de la couleur pour cette analyse. Ceci dit, je ne suis pas un pro du traitement, tu trouveras certainement plus d'info sur le site de iris.

jf

[Alnilam 293]

Intéressé par ce "post" car j'avais fait un transit de HD189733b il y a plusieurs années avec une config analogue (voir : http://www.astrosurf.com/ubb/Forum3/HTML/023251.html partiel mais je l'ai refait quelques mois plus tard).

Conseil pour la prise de vue : si l'étoile est assez lumineuse, ne pas hésiter à défocaliser (cf ma manip) ce qui permet d'éviter toute saturation malgré un temps de pose plus long et en fait on gagne en précision photométrique.

Conseil pour les traitements :

- il faut ABOSLULEMENT registrer les images sinon la photométrie sur la série avec Iris ne peut pas garantir qu'on centre toujours les cercles de mesure de la même manière sur l'objet et les étoiles de référence.

- il n'est pas identique de ne pas faire de conversion couleur ou de "spliter" l'image dans ces différentes composantes couleurs. Dans le 1er cas, on travaille sur la matrice de Bayer qui est bien N/B mais avec des niveaux trsè différents pour les pixels de chaque composante (par exemple les bleus bien plus sombres, c'est ce qui permet de discerner visuellement la structure de la matrice) alors que dans l'autre cas, on travaille sur des pixels homogènes et c'est bien préférable (et en plus on travaille sur des images 4 fois plus petites)

- pour faire cette séparation des couleurs sur une série d'images, il existe une commande non documentée d'Iris : split_cfa2 (la plupart des commandes d'Iris ont une version "2" qui s'applique à une série) et comme toutes les commandes, elle est auto-documentée (il suffit de la taper sans arguments et on obtient la syntaxe correcte). Petit mystère : l'ordre des couleurs dans les 4 séries produites. On le trouve généralement dans la description de la matrice de Bayer dans les tests APN de C. Buil.

- une dernière remarque (que je n'ai jamais mise en pratique) : pendant une longue série d'images sur plusieurs heures, la hauteur de l'objet dans le ciel change notablement, donc l'épaisseur d'atmosphère traversée par la lumière de l'objet. C'est ce qu'on appelle "air mass" dans le jargon astro et ça produit une "extinction" très notable quand l'altitude baisse, dans un rapport de l'ordre de 1/40 par rapport au zénith. Donc, en cas de courbe un peu bizarre, il faudrait introduire ce correctif pour "redresser" la courbe.

Pour la courbe, je ne sais pas ce que tu utilises pour tirer une ligne à partir du nuage de points mais perso, je trouve qu'une moyenne "glissante" donne d'assez bons résultats.

Bon courage pour la suite.

Si tu te mets à la photométrie d'étoiles variables, il y aura bientôt (en ce moment c'est très tôt le matin) une cible de choix avec RR Lyrae (la "vraie" qui a donné son nom à toutes les étoiles pulsantes de ce type) car A. Klotz nous a indiqué lors de sa conférence aux RCE qu'on s'attend a quelque chose de notable dans les prochains mois. Voir sa présentation sur le site de l'AFA :

http://www.afanet.fr/RCE/minutes2014.aspx

Si y'a d'autres amateurs de coopération pro/am...

[Ce message a été modifié par Alnilam (Édité le 29-04-2015).]