Occultation d'Aldebaran à 800FPS

[jfleouf 3 393]

Salut à tous,

Après un premier essai partiellement réussi (cf: http://www.astrosurf.com/ubb/Forum3/HTML/048794.html ) j'ai voulu re-tenter cette manip inspirée par http://www.astrosurf.com/ubb/Forum3/HTML/046062.html (et http://www.brizhell.org/diametre_Aldeberan.htm ). Objectif : estimer le diamètre d'Aldébaran en mesurant le temps mis par la lune pour complètement recouvrir l'étoile.

Samedi 4 mars, on avait une occultation d'Aldébaran bien visible depuis Bloomington, avec immersion du côté obscur, le tout à un peu plus de 25° au dessus de l'horizon. Bref, une situation très favorable.

Cette fois-ci j'ai bien réglé tout comme il faut pour avoir le débit max (~800FPS). Avec une zone d'enregistrement de 64x68 pixels l'étoile qui danse au gré de la turbulence, du vent, et des imprécisions de ma monture/mise en station a du mal à rester dans le cadre. C'est d'ailleurs pour ça que je ne réduit pas encore plus la zone d'enregistrement (avec 40x40 pixels je peux dépasser les 1000FPS...).

Le matos (ZWO ASI 120MM-S sur un C8 edgeHD avec réducteur de focale 0.7x) est prêt plus d'une heure avant l'immersion, reste plus qu'à attendre.
Pendant ce temps j'observe dans le dobson la progression de la Lune qui avale et régurgite (hum, les limites des métaphores...) les différentes étoiles des Hyades. Joli spectacle.

22h56m (heure locale, Bloomington, Indiana, USA), je démare l'acquisition vidéo.Quelques secondes plus tard, Aldébaran disparaît, d'un coup sec. Mon ami qui observe au dobson est surpris par le côté instantané de la disparition, et pourtant je l'avais prévenu.

Mais à 800FPS, on peut voir Aldébaran disparaître progressivement. Pour amplifier le truc, j'ai fait une vidéo qui montre l'immersion filmée à 800FPS et diffusée à 8FPS (donc un ralenti de 100x si je ne me trompe pas). C'est visible ici : https://www.youtube.com/watch?v=FZvGj7037IE

--
L'analyse. La vidéo c'est sympa, mais l'objectif c'est d'améliorer ma mesure précédente. Avec le logiciel liMovie, je génère un fichier tabulé qui donne l'intensité lumineuse d'Aldébaran pour chaque frame.

Résultat (pas la vidéo en entier, juste une partie) :

On peut 'zoomer' sur l'immersion pour voir un peu mieux :

Les barres rouges verticales correspondent à mon estimation du début et de la fin, ce qui donnerait 31 frames (pas le temps de faire des modèles complexe comme brizhell.

Premier problème, mon frame rate n'était pas parfaitement constant. Le timestamp de Sharpcap n'était pas vraiment une option car avec 64x68 pixels il n'y a pas la place d'écrire le timestamp ! Il faudrait que je demande aux auteurs du logiciel si ils peuvent ajouter une option pour écrire le timestamp dans un fichier texte séparé...
Mais si je fais confiance aux indications que Sharpcap me donnait en live, ça tournait très proche de 800FPS tout le temps, donc on va faire le calcul en supposant un FPS de 800 durant toute la durée du truc.

Ça nous donne donc une durée de l'occultation de 38.75 millisecondes. Reste à convertir ça en distance angulaire, sur la base du mouvement de la Lune. Le logiciel Lunar Occultation Workbench indique une "Extinction time" de 75ms et une vitesse relative de la Lune de 0.37"/s. Ça me parait vraiment bizarre (trop lent, et ça ne colle pas avec un diamètre de 20 milliarcseconds pour Aldébaran...).
J'ai essayé d'utiliser occult4 pour trouver la vitesse de défilement de l'ombre de la Lune sur mon site (comme indiqué ici : http://www.brizhell.org/diametre_Aldeberan.htm ) mais impossible de trouver cette maudite colonne 'SV'. Brizhell, si tu passes par là : à l'aide !!! Du coup, j'ai simplement repris la valeur utilisée par Brizhell pour son observation de 2015, en supposant que ça ne change pas trop d'une occultation à l'autre.

Donc, avec une Lune qui se déplace à 0.538" par seconde de temps, mes 38.75 millisecondes correspondent à une diamètre de 20.8 millisecondes d'arc. La valeur officielle étant de 20 millisecondes d'arc, je suis content

Les valeures bizarres données par Lunar Occultation Workbench m'embêtent quand même un peu. Je voudrais être sur que je n'ai pas obtenu le bon résultat par chance en compensant deux erreurs. Si le déplacement de la Lune pour cette occultation était vraiment de 0.37" par seconde de temps, mon estimation serait de 14 millisecondes d'arc, ce qui est un peu trop bas. Je me demande si une image saturée ne peut pas contribuer à sous-estimer la durée de l'immersion. Bref, je cogite, mais pas trop le temps de fouiller dans les détails ces jours-ci. Donc si vous avez des idées, n 'hésitez pas à répondre !

Et juste pour le fun, la séquence prise à la 80ED sur une petite CG4 pas motorisée (j'avais prévu de faire un super time-lapse à grand champ avec ce setup sur une CGEM, mais le moteur d'AD refusait de bouger, du coup j'ai du me contenter de la CG4 et j'ai passé mon dimanche à démonter la CGEM pour réparer le problème...)

Full: https://photos.smugmug.com/photos/i-K2JwsCN/0/O/i-K2JwsCN.jpg

Ciels clairs !

jf

[PETIT OURS 24 641]

Salut ,
bravo JF, et bon ciel aussi

[Jacques Ardissone 956]

Belle manip, bravo!

[polo0258 38 423]

bravo jf! superbe manip très intéressante !
polo

[Kirth 4 250]

Bonjour,

Concernant la vitesse de défilement de la Lune, quand je regarde les sites d'éphémérides, je calcule une vitesse angulaire de 0,62" par seconde à l'heure de ta manip. Donc plus que la valeur valable à l'époque pour Brizhell.

Seulement il y a un élément que tu n'as pas pris en compte. Ce qui conditionne le temps d'immersion, ce n'est pas la vitesse de défilement de la Lune, mais la composante de cette vitesse dans la direction définie par le centre de la Lune et le point de contact de l'étoile.

Pour faire simple, si l'occultation est maximale, c'est à dire si la trajectoire du centre de la Lune passe par la position de l'étoile, tu dois retenir la vitesse de la Lune, mais si l'occultation est très rasante, la composante de la vitesse qui contribue à l'occultation est très faible, et le temps augmente.
Mathématiquement, tu dois diviser la vitesse angulaire de la Lune par le cosinus de l'angle d'incidence, si on peut l'appeler comme ça.
A la louche sur tes photos, on peut l'évaluer à 40 degrés environ.

Donc si je divise mes 0,62"/s par Cos(40), j'obtiens 0,49"/s.
Et là, tes 38,75 ms se traduisent par 18,7 ms d'arc.

Bon, j'ai fait ça à l'arrache, la mesure de l'angle est merdique, etc, mais c'est ça l'idée.

[Superfulgur 16 096]

Bravo !!!

Et bien vu, Kirth...

jfleouf, juste comme ça, je connais rien à ces trucs, tu sous estimes pas le début et la fin de l'occultation, comme Aldébaran est une géante, et que son limbe est peut-être flou, comme celui de la supergéante Bételgeuse ?

S

[Thierry Legault 5 806]

belle manip !

[jfleouf 3 393]

Merci à tous pour ces retours positifs.

Merci Kirth pour ces précisions. Je me doutais un peu qu'il devait y avoir un problème comme ça mais sans jamais vraiment mettre le doigt dessus. Je vais pouvoir améliorer tout ça avec tes indications. Merci beaucoup !

@Superfulgur : oui, probablement. Il me semble que c'est pour ça que Brizhell & Co avaient collé des modèles qui prennent en compte l'assombrissement à l'approche du limbe. Après il faut voir ce que le modèle donne sur mes données et voir comment ça impacte l'estimation de la durée d'immersion. Actuellement je n'ai pas le temps de pousser l'analyse (même pas le temps de répondre sur le fil de vieux micro-fossiles, ça viendra probablement dimanche) mais à l'occasion j’essaierai de faire ça.

jf

[baroche 8 512]

Joli, bravo ...

[jldauvergne 15 106]

trop fort !

[astrogatel 3 712]

Bravo Jean Francois pour cette super manip. Il fallait y penser !!
J'ai mis un certain temps à comprendre, mais en prenant le temps de bien tout lire, c'est super interessant.

Nicolas

[Alain MOREAU 7 318]

Superbe jf ! Tu l'as bien mise dans la boite celle-ci !
Je ne pensais pas qu'on puisse atteindre une telle qualité de mesure avec du matos "amateur" ; mais il est vrai que la rapidité des caméras actuelles aide bien pour le coup
Sinon, comme kirth (on en avait d'ailleurs déjà discuté la dernière fois) plus l'occultation est tangentielle moins elle est rapide oeuf corse - au relief lunaire près bien sûr, mais on le tient pour négligeable en pratique dans ce calcul.
Et comme le dit Serge il est probable que dans le cas d'Aldébaran la limite entre la photosphère et la basse couronne n'est pas aussi "propre" que sur le Soleil, avec en prime des franges qui viennent se superposer à la turbulence à l'approche du contact : l'instant du début et celui de fin sont difficiles à déterminer avec précision sur la courbe photométrique... et je ne suis même pas sûr qu'un échantillonnage encore plus serré permettrait d'affiner vu l'amplitude et la fréquence de la scintillation de turbulence en amont sur ta courbe...

[Roch 1 898]

Bravo, manip vraiment super intéressante, je suis super fan

Je vais peut être dire une bêtise, mais n'aurait-il pas été judicieux de défocaliser l'étoile afin d'essayer de la désaturer au maximum et ainsi augmenter la précision de la mesure ?

Romain

[jfleouf 3 393]

Merci baroche et jldauvergne

@Nicolas: oui, je n'ai pas beaucoup expliqué le pourquoi du comment de la manip, mais il y a plus d'infos dans les liens donnés en préambule.

@Alain: yep, pas certain que je gagne grand chose en montant à 1200 FPS (probablement le max que je puisse faire avec mon setup). Probablement plus important d'avoir moins de turbulence/scintillation.

@Romain: En photométrie on utilise ce truc parfois, surtout pour les étoiles très brillantes. Il me semble que l'intérêt de délocaliser est surtout pour autoriser un temps de pause plus long, ce qui limite l'effet de la scintillation sur chaque image. Là, vu qu'on est obligé de prendre les images à très haute cadence, je ne sais pas si une légère défocalisation aiderait ou pas. Faudrait voir ce que les experts en pense, c'est un peu au delà de mes compétences.

jf

[brizhell 2 630]

Salut JF,

Désolé, mais c'est suite à la lecture de tes réponses sur le fil des fossiles que je découvre à l'instant ton fil sur Aldébaran !

Magnifique mesure !!! Plus fine que la mienne en effet (j'étais bien trop limité par les effets de turbulence, mais j'avais bien pris en compte l'effet de décentrement de la trajectoire par rapport au bord lunaire dans mon calcul initial). Bien Vu Kirth !

D'ailleurs, une question, comment détermine tu ta date de démarrage de l'extinction (image 14761 sur ta courbe, mais ça pourrait être 2 ou trois images plus tôt non) ??
Statistiquement, on est toujours en régime turbulent, mais je sais pas si ce serais pas plus rigoureux (C'est un peu de la quadricapillosection, mais bon....).

800ips !! Ca t'a permis une mesure de tueur !!
Le truc génial c'est que l'on voit les paliers de scintillation pendant la descente (autour de 14774 et 14780). Ca vaudrait bien de faire quelques modèles tout ça
Suis même en train de me demander si ce ne sont pas les effets de franges de diffraction par le bord lunaire que l'on voit là ?? Sur ma mesure de 2015, mon échantillonnage temporel était trop faible, mais là, vu ta vitesse d'acquisition, il se pourrait bien que ce soit ça !!

Pour Occult4, je regarde ce soir la prévision de vitesse pour Bloomington (ça m'étonne que tu n'ai pas ca dans le fichier de calcul).

En tout cas, chapeau une fois de plus !!

Bernard

[Ce message a été modifié par brizhell (Édité le 13-03-2017).]

[Alain MOREAU 7 318]

Ah ! Tu étais très attendu sur ce coup-là Brizhell
"Suis même en train de me demander si ce ne sont pas les effets de franges de diffraction par le bord lunaire que l'on voit là ??"
Oui c'est aussi ce que je me suis demandé, cette descente par vagues successives, ça y fait vachement penser ! Mais ça me parait trop beau pour être crédible car superposé à l'effet de la turbulence, ça peut aussi n'être qu'un pur artefact et je n'ai fait aucun calcul pour vérifier si ce serait cohérent avec ce qu'on observe là...
Comme toi je pense que JF place l'instant 0 un peu tard, et sûrement la disparition complète un peu tôt aussi (à moins que ce soit un effet de rémanence de ce capteur ?)
Mais à part modéliser une courbe théorique avec ce qu'on connait d'Aldébaran, du matériel et de la turbulence (ce qui serait un peu tricher par rapport à une mesure "brute de pomme" sans aucune de ces données), puis la superposer aux mesures pour tenter d'y identifier des corrélations, je ne vois pas trop comment procéder ?
Et la scintillation n'aide pas : elle est peut-être très supérieure aux franges en ordre de grandeur : mon seul repère - trompeur sans aucun doute - c'est celles que l'on voit juste avant la totalité d'une éclipse solaire... un cas si différent !

[Kirth 4 250]

Alain,

Tu as écrit:

quote:

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Sinon, comme kirth (on en avait d'ailleurs déjà discuté la dernière fois) plus l'occultation est tangentielle moins elle est rapide oeuf corse - au relief lunaire près bien sûr, mais on le tient pour négligeable en pratique dans ce calcul.

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Je ne me rappelais pas qu'on en avait discuté, mais ça n'a pas de sens.
Tu cherches à mesurer un angle en divisant un temps par une vitesse angulaire. Si tu te plantes sur la vitesse angulaire d'un facteur racine de 2, tu te planteras pareil sur l'angle mesuré.

D'ailleurs, comme le dit Brizhell, il l'avait bien pris en compte à l'époque, ce qu'il précise dans son compte rendu en expliquant que le logiciel fournit "la vitesse de défilement du bord lunaire dans la direction du déplacement du centre lunaire"

[jfleouf 3 393]

quote:

---

D'ailleurs, une question, comment détermine tu ta date de démarrage de l'extinction (image 14761 sur ta courbe, mais ça pourrait être 2 ou trois images plus tôt non) ??

---

J'ai fait ça à l’œil, en regardant la courbe. Donc oui, je peux très bien m'être trompé de plusieurs frames.

Si certains sont intéressés, je peux mettre le fichier sortie de liMovie en téléchargement, ou encore mieux, le fichier avi original.

jf

[Alain MOREAU 7 318]

Euh... Kirth : Qu'est-ce qui n'a pas de sens ?
Que si - cas le plus fréquent - l'occultation attaque le limbe lunaire sous un angle < 90° elle dure plus longtemps que si elle l'attaque perpendiculairement, ainsi que tu l'as si bien expliqué ?
Comme un coucher de soleil aux latitudes élevées sur Terre dure plus longtemps que sous l'équateur, un truc plus familier au commun des mortels mais qui relève pourtant de la même géométrie élémentaire ?
Je crois qu'on est parfaitement d'accord, non ?
Alors aurais-je par hasard écrit le contraire de ce que je voulais dire ?
(par contre je viens de rechercher un peu et effectivement ce n'est pas sur la précédente manip de JF que j'étais intervenu à ce sujet, donc je suis en train de rechercher sur quel fil c'était )
Sinon OK pour ton calcul, tout à fait d'accord sur son principe général ; simplement il assimile la surface de la Lune à un truc lisse et sphérique.
Or je me rappelle très bien avoir soulevé à une époque - sur un autre fil qui traitait du même sujet, donc - la question de l'horizontalité réelle de l'horizon local (sur la Lune) sur la ligne de visée qu'il intercepte au moment de l'occultation ; car si c'est par malchance un relief pentu qui vient intercepter le faisceau comme on en voit à certains endroits le long du limbe, ça change quelque peu la donne par rapport au calcul que tu décris et qui néglige le relief local en l'assimilant à une sphère parfaite...
Expérience de pensée, soit, mais pas seulement car le limbe n'est pas dénué de relief.
Un cas peu problématique en pratique je te le concède, vu la valeur moyenne somme toute modeste des pentes sur la plus grande partie du limbe où se produisent les occultations propices à la manip qui nous intéresse ici, ce qui autorise je suppose à négliger les cas défavorables vu le peu d'incidence sur les résultats, comparée aux autres incertitudes qui entachent la mesure.
Question de béotien que j'avais toutefois posée dans cet ancien fil aux fusées en occultation, qui m'avaient tout de même répondu qu'il existe en fait des modèles fort pointus (dont je ne me souviens plus le nom là par contre ) pour intégrer ce paramètre chez les pros, en fonction des librations et patin-couffin
A moins que moi-même j'ai intégralement rêvé tout cela, bien entendu...

[Ce message a été modifié par Alain MOREAU (Édité le 13-03-2017).]

[Alain MOREAU 7 318]

Voilà, c'est ici, le 13/10/2015 :
http://www.astrosurf.com/ubb/Forum2/HTML/041690-2.html

J'y soulève la question du relief du limbe à 1h54...
et j'ai la réponse à 15h58 :
... «Remarquons que nous n'avons traité ici que du cas particulier où le profil lunaire à l'endroit de l'occultation est parfaitement horizontal, ce qui n'est pas nécessairement le cas. C'est dans un souci de simplicité que nous ne traitons pas de cela dans cet article. Signalons cependant que la pente du profil peut être déduite des cartes du relief marginal de la Lune de G. Watts ou dans le catalogue plus précis MOONLIMB de D. Büttner»
En particulier MOONLIMB, dont la présentation explique très clairement les enjeux et l'apport des corrections :
www.planetarium.cz/ESOP33/.../ESOP2014_Buettner.pdf

Je n'avais donc pas assez de mémoire pour associer le bon fil au bon contenu, mais juste le bon contenu aux bons intervenants - soit les deux qui ont fait cette manip avec succès après ces échanges : Brizhell et JF, et les réponses précises obtenues aussi
Si tu relis cet ancien fil intégralement Kirth, tu verras que ces questions on les a toutes déjà largement abordées précédemment.

[brizhell 2 630]

Re salut,

bon rapidement, j'ai refait la simulation pour le 4 au soir à Bloomington Indiana en utilisant Occult4. Résultat ici :

http://www.brizhell.org/Aldeberan_Bloomington.png

Ne pas être effrayé par la date du 5/03, ca viens du fait que les heures sont affichées en GMT. La colonne SV à droite donne pour l'immersion une vitesse de l'ombre de la Lune de 903m/s.
En recherchant la distance Terre Lune sous Skychart j'obtiens ceci :

http://www.brizhell.org/Aldeberan_Bloomington_Skychart.png .

Donc la distance Terre Lune au moment de l'immersion est de 367162600m.
Donc tan(v)=903/367162600 ou arctan(903/367162600)=0.507"/s pour la vitesse du bord lunaire au moment de l'immersion.

avec 38.75ms de temps d'extinction, ca ferait 19.64mas (milliarcsecondes) mais sans tenir compte de l'inclinaison de bord lunaire (si on divise par le cos(40) de Kirth, on est à 25.6mas ce qui est plus proche de ce que j'avais mesuré en 2015....
Conclusion, faut affiner tout ça..... JF, tu a mon adresse perso, je suis preneur de ton fichier de mesure, J'ai vraiment envie d'y jeter un coup d'oeil et de discuter avec toi de ce qui paraît vraissemblable...

Bon histoire de relativiser, on est quand même entre 25.5mas et 19.6mas dans l'ordre de grandeur de la résolution de Gravity (4mas).... C'est plutot pas mal tout de même....

[Lucien 11 292]

Cette manip est très intéressante.
Afin de la valider encore plus, ce serait utile de l'appliquer à des étoiles plus minces
pour voir comment les paramètres réagissent.

Lucien

[Kirth 4 250]

Alain,

je suis parfaitement d'accord avec ce que tu expliques, à savoir que pour mesure un angle aussi faible, on ne peut s'affranchir de la forme locale du bord lunaire. Entièrement d'accord.
Mais dans la manip de jfleouf, comme dans celle de Brizhell, on n'en tient pas compte, ce qui signifie qu'on approxime la forme du bord lunaire par un cercle. Et c'est d'ailleurs une approximation qui devient juste si on fait un grand nombre de fois la manip, et qu'on moyenne les observations.
Dans ce cas, on ne peut s'affranchir de considérer l'angle entre le vecteur vitesse de la Lune et le rayon au point d'immersion.

Si ça se trouve, dans ce cas précis, une montagne ou un bord de cratère se trouve juste au point d'immersion, et l'angle de 40 degrés que je prends en compte est en fait... 0. Tu as raison bien sûr. Mais comme on n'en sait rien...

Merci en tout cas d'avoir retrouvé ces posts, c'est très intéressant.

Cdlt,

[jfleouf 3 393]

Merci encore Kirth et Alain d'aider à faire progresser l'analyse.

Donc, pour ceux qui sont intéressés, voici la vidéo originale, brute sortie de la CCD: https://slashtmp.iu.edu/files/download?FILE=jgout%2F76733ncW0AL

Mot de passe: aldebaran

Je devrais laisser le fichier en téléchargement quelques semaines. Si quelqu'un tombe sur ce message dans 5 ans et veut la vidéo, on peut me contacter (jfgout escargot le mail de google point com) et espérer que j'ai encore une copie sur une disque dur (ou autre format de stockage disponible dans l'avenir )

jf

[Lucien 11 292]

Ok,
L'on serait curieux d'appliquer cette méthode à une étoile de taille apparente beaucoup plus faible...

Lucien