apricot

Redshift des quasars 3C273 et APM08279+5255

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Bonjour !

3C273, un objet un peu mythique (et un bon souvenir perso, j''ai commencé à regarder le ciel à mes 13 ans justement quand j'ai lu un article sur ce quasar et sa découverte)

Une image au TN150/750 23x30sec à la CCD, il y a deux ans... c'est juste une simple "étoile" de mag v~ 13 comme une autre.

Pourtant cette "étoile" est une puissante source radio (il a été découvert comme ça), et présente un spectre bizarre qui laissait perplexe les astronomes de l'époque.

On va essayer d'y voir plus clair avec le star analyser :cool:
18x300 sec en bin 2 avec le TN150 et le SA100 sur le nez de la CCD

On voit que le spectre du quasar (dispersé à droite de l'image du quasar) est marqué par des raies en émission.

Le profil brut, calibré en longueur d'onde (c'est à dire en œngström par pixel) avec l'aide de Denebola en étoile de référence, VisualSpec permet de calculer la longueur d'onde des principales raies d'émission :

Un spectre bizarre.. Il faut réaliser que l'on ne savait pas si on regardait un objet dans ou hors de notre galaxie à l'époque ! C'est Maarten Schmidt qui a recollé le puzzle, tout simplement et magnifiquement en réalisant que les raies de Balmer de l'hydrogène excité étaient fortement décalées vers le rouge. Dans l'article ou Schmidt a publié son spectre et son idée, il a écrit cette phrase de conclusion "la plus directe et qui prête le moins à l'objection" que 3C 273 n'était pas une étoile mais le noyaux monstrueusement lumineux d'une galaxie lointaine (Nature 197, 1040 (1963)). Une découverte qui a changé notre vision du monde, avec le télescope de 5 m du mont Palomar, que l'on peut reproduire maintenant avec un minuscule instrument amateur et une CCD

http://www.nature.com/physics/looking-back/schmidt/index.html

Le calcul du décalage Z vers le rouge des raies, et la comparaison avec le résultat de Schmidt.. z= longueur d'onde observé de l'hydrogène dans 3C273 moins la longueur d'onde de l'hydrogène au repos (sans mouvement, dans le laboratoire) puis divisé par la longueur d'onde de l'hydrogène au repos.

Le petit télescope Toulousaing donne un résultat qui colle pas mal au Palomar qui a permis la découverte :p

Ca commence à faire loin, environ 750 Mpc (∼2,5 milliards d'années lumière) et une luminosité absolue de -26,7, prévoir la crème solaire avec un objet pareil dans sa galaxie !

Début Mai 2015 j'ai refait une observation de 3C273, cette fois ci avec un TN200 et un star analyser 200 dans la roue à filtre. Le spectre est corrigé pour la réponse instrumentale, avec Denebola pour référence. Je n'ai pu poser que 14x140s, le rapport signal/bruit est au raz de la moquette... Avec un lissage Gaussien sauvage pour visualiser (ce qui pourrait être) les raies de Balmer, on obtient :

Le z observé colle ici moins bien, sans surprise vu le manque de poses.

Pour aller observer un autre quasar superlatif, beaucoup plus loin (mais plus faible), c'est plus facile avec un télescope un peu plus conséquent. Avec les copains Jacques et Christophe et Peggy on est monté au Pic du Midi ce Noël observer au T60.

Un autre classique, la frontière ultime des amateurs, le quasar APM 08279+5255, dans le Lynx.

Il est facile à repérer sur l'image RGB, avec sa belle couleur rouge tomate (rmag~15). Il a d'ailleurs été découvert en 1998 lors d'études automatisée de recherche d'étoiles carbonées. Il ne paye pas de mine comme ça, mais c'est l'objet le plus distant et lumineux qu'on connaisse accessible aux amateurs !

Avec la CCD 314 équipée du spectro star analyser 100:

La map n'est pas top, la collim non plus, un vent fort à 50 km/h, on a attrapé seulement 27x60sec d'images. C'est moche mais l'essentiel est là ; on peut mesurer son monstrueux décalage vers le rouge :

On regarde ici un objet extrêmement distant. La raie spectrale Lyman-alpha de l’hydrogène, au repos dans l'ultraviolet lointain (1216 œngström) est vue ici à 5890 A. Un redshift similaire a eu lieu pour les raies d’émission de l'azote (N) V et du carbone IV (1241 et 1549 décalées à 6045 et 7580). Z =3.86+/-0.02 , raisonnablement proche de ce que mesurent les pros, à 3.87

z=3.87 correspond à 23.6 milliards d'années lumières de distance (en co-mouvement) (7.2 Gpc), ou encore 12.05 milliards d’années lumières de temps de voyage de la lumière. Les confins de l'univers.

La foret de raies devant la raie Lyman-alpha pourrait correspondre aux multiples absorption des photons L-alpha par les objets cosmologiques dans la ligne de visée du quasar (comprenant ceux qui prodiguent l'effet de lentille gravitationnelle) et ceci à des z (décalages/distances) variés, d’où la foret..!

Bon ciel à tous,
Jean-Phi

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Souvenir ... souvenir avec 3C273 :-)
Qui aurait cru à l'époque que l'on pourrait faire cela maintenant avec un T150 ...
Belle manip :-)

[Ce message a été modifié par christian viladrich (Édité le 18-06-2015).]

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Ouai Chapeau belle manip ! ça donne des idées de réalisation...

JP

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Superbe, encore de la belle astronomie comme j'aime
C'est là qu'on prend la mesure de la formidable chance qu'on a aujourd'hui, de pouvoir accéder à des mesures aussi précises avec du simple matériel d'amateur !
Bravo et merci

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Bonjour,

Bravo, belle manip !

Patrick

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Beau boulot, très intéressant bravo ...

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Superbe manip ! Du travail de pro avec un 150 mm.

Bravo.

Fred

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Bonjour, merci pour vos messages et surtout content que ça vous intéresse.
Fred, le deuxième quasar c'était avec un T600 quand même

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Un travail topissime ! Le genre de manip qui donne envie de faire autre chose que de la photo.

Merci

Patrick

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Superbe votre travail !!
Il y aurait pas une place pour monter avec vous au Pic ? ;-)

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Bonsoir, merci à vous deux.
Alef, j'essaie d'y remonter cet hiver, mais il y a des potes du club qui vont probablement venir aussi. Tu es déjà monté au T60 ?

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Bonsoir;
Un grand bravo pour ce travail; c'est passionnant à lire, avec des explications aussi claires;

Alain.

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Plus clair et pédagogique, ça semble impossible ! Merci pour ce merveilleux travail.

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Hello Jean Phi,

très passionnant et impressionnant de professionnalisme !!
Séjour au Pic bien exploité, tu vas y prendre goût !
Au plaisir !
Pat

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Salut Jean-Phi,

J'ai relu plusieurs ton post tellement il était bien
Ce genre de manip est vraiment excellente.
Vraiment bravo.

Cet APM est incroyable, si loin et il brille pourtant comme un phare !
Ce qui est cool c'est que tu arrives à coller aux résultats officiels avec un "simple" star analyser et "petit" télescope.

Comment calcules-tu les incertitudes de mesure ?
Le calcul prend en compte l'incertitude liée à la calibration du spectre ?
3C 273 : 0.159 +/- 0.00446 (précision à ~62 millions d'al !)
APM : 3.86 +/- 0.02

Est-il possible de mesurer le redshift de galaxies à qq dizaines de millions d'al ?

lionel

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Bonsoir et merci à tous pour vos messages

Patrick oui on s'est régalé là haut, on va essayer d'y retourner !

Lionel, les incertitudes je les ai calculé simplement en mesurant le z pour chaque raie identifiée puis écart type de ces mesures... Je ne sais pas si c'est bien rigoureux, il faudrait que j'essaie de voir sur des publi comment font les pros...

Pour le redshift de galaxies (des Seyfert !?), le star analyser n'aura plus une résolution suffisante, il faut un spectro plus résolvant, avec une fente. J'y travaille

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Oui des Seyfert par exemple.
Avec une précision à 62 millions d'al (si tes calculs sont tout bon ), je me suis dit qu'il ne manquait pas grand chose pour faire des mesures de redshift sur des objets plus proches.

lionel

[Ce message a été modifié par lionello (Édité le 25-06-2015).]

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Une mise à jour de ce post, avec un spectre de 3C273 plus proprement, derrière une fente avec le spectro Alpy :

Le redshift mesuré colle bien (mieux !) avec celui des pros

Bon ciel,
Jean-Philippe

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