Matthieu Conjat

Les céphéides de la galaxie d'Andromède (Suite et fin !)

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Bonjour à tous,

pour compléter un peu le post que j'ai crée dans le forum 'Astrophotographie', je vous détaille un peu les mesures que j'ai faites sur les céphéides autour de ngc206 dans Andromède.

ngc206_courbes.thumb.jpg.33de360dc68278462dcf849d9e4845ef.jpg

 

J'ai mené mes observations sur ~35 jours, su 13 septembre au 19 octobre. J'aimerais continuer, mais la météo sur la Côte d'Azur est toute pourrie (ailleurs aussi, en fait).

J'utilise le télescope de 40cm à l'Observatoire de Nice, à 2m de focale, sans filtre.

Sur les ~36 variables que j'ai repérées dans le champ, il y a ~16 variables qui pourraient être des céphéides. Sur l'image ci-dessus, il y a aussi une variable à courte période ('V4'), et une à longue période ('V22'), qui pourrait être une mira. Il faudra surveiller dans les prochains jours pour confirmer. J'ai supposé que les céphéides étaient de type I (céphéides classiques). Pour ces étoiles, j'ai utilisé une relation période-luminosité de la forme M=-2.8*log(P) - 1.4, où M est la magnitude absolue moyenne, et P la période en jours.

J'ai utilisé 4 étoiles de calibration, dont la magnitude en bande G est donnée par le catalogue Gaia. (Je ne sais pas si c'est judicieux de prendre la magnitude G pour cela. Comme j'ai fait mes mesures sans filtre, c'est ce que j'ai trouvé de plus indiqué...)

Quelques courbes sympatiques: (A gauche, ce sont les 35 jours complets, et à droite les la courbe de phase (mesures repliées pour bien voir la forme de la courbe de lumière) (cliquez sur les images si vous voulez les voir en plus grand)

206v1.png.05bfe71101c7768907bdf3c4a878d195.png

V1: période 25.1 jours. magnitude apparente 18.9

206v4.png.927b5cd68f4137b58e60dd892299f2f4.png

V4: période 1.67 jours. Il faudrait mesurer sur toute une nuit pour confirmer cette valeur. Il s'agit soit d'une binaire à éclipses, soit d'une céphéide...

206v9.png.08483cc96030bfa70ba2d35fed60a4ba.png

V9: p 25.7 jours, m 17.75

206v14.png.3aca315a8fca385c00af0a9ff789f0f2.png

V14: p 17.1 jours, m 19.3

206v22.png.33385a5eec6350c563c2845e9438cde4.png

V22. La période complète n'a pas encore pu être déterminée. Il faut dire que l'étoile est presque en contact avec une autre, donc ça peut fausser les mesures. Ca pourrait être une Mira ou une céphéide à longue période.

206v25.png.66ad0c52604b0ee67cb0910d6acce898.png

V25: p 15 jours, m 19.7

206v29.png.e7d053b18b7123fcc386ebbb0e4cdfed.png

V29: p 18.1 jours, m 17.6

206v30.png.21e23c8090f6c56f6bd9aa79186364de.png

V30: p 12.2 jours, m 18.8

206v34.png.350a3798668133908844463d31770be8.png

V34: p 22.8 jours, m 18.7

En fin de compte, voici un tableau récapitulatif pour les céphéides du champ:

ngc206.gif.41a9db06b4ebf1e963c4b39fa3f90838.gif

 

L'écart-type est assez grand, mais la valeur moyenne 2.14 millions d'années-lumière est assez proche de la vraie valeur de la distance de la galaxie d'Andromède !

 

A continuer quand le ciel va enfin se dégager >:(

Matt

 

Edited by Matthieu Conjat
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épaté je suis !

Le télescope de 40cm à l'Observatoire de Nice, y'a pire comme installation, mais c'est une très belle manipe.

Glob

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Ouais, l'avantage avec Andromède, c'est qu'il y a beaucoup d'étoiles visibles avec un 40cm. Du coup, ça fait plein d'étoiles variables. Ce soir, comme il fait moche, j'ai repris mes mesures et je viens de découvrir 6 autres variables dans le même champ, dont 2 céphéides (V37 et V42), de magnitude 19.6 et 20.1 (distance obtenue 2.2 et 3.6 millions d'années-lumière).

Peut-être que dans les prochaines semaines je prendrai un autre champ d'Andromède pour refaire la même manipe :)

206v37.png.5dce35f9f7f3b1cee7c986acd5f7f401.png

206v42.png.b63ad8d8bcae8039a4fb72f9978bc86d.png

 

Tableau récapitulatif des céphéides: (distance moyenne 2.27 millions d'années-lumière)

ngc206.gif.7af18502edbff133fc228ec50ec3b021.gif

Matt

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Bonjour Matthieu,

 

C'est intéressant et étonnant qu'il y ait autant d'étoiles variables dans ce secteur.

Certains disent qu'il y a plus d'étoiles variables dans le ciel que de non variables : mais ça c'est une autre histoire.

 

Tu pourrais nous en dire un peu plus sur la technique : sans filtre si j'ai bien lu et caméra utilisée notamment ?

Je suis épaté que l'on puisse atteindre la magnitude 20/21 depuis l'observatoire de Nice. Mais est-ce depuis Nice ?

 

Bravo pour ton travail : j'adore les courbes !

 

Lucien

 

 

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Bravo à toi Matthieu, c'est une bien belle manipe.

il y a 38 minutes, Lucien a dit :

j'adore les courbes !

Moi aussi : certaines... ;)

HP15C ;)

 

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Merci Lucien (et HP15C),

Pour les étoiles variables, ça n'est pas trop étonnant. Si plus de la moitié des étoiles sont doubles, alors il y a toujours une orientation où on voit des éclipses. Sur les ~200 variables que j'ai suivies, près des 3/4 sont des binaires à éclipses.

Sinon, pour le matos, j'observe bien depuis l'Observatoire de Nice, à 10 minutes en voiture du centre-ville :/

J'utilise le télescope Schaumasse, du nom d'Alexandre Schaumasse, qui a travaillé à l'Observatoire au début du siècle. (il n'a jamais utilisé le télescope en question, qui date de 1980) . Plus d'info sur mon site:

http://mconjat.free.fr/audine/coupoleschaumasse.htm

J'utilise une QSI 583ws sans filtre (pour les céphéides d'Andromède, parce que pour des cibles plus brillantes, je mets des filtres). Comme on est à 350m d'altitude, à la limite Est de la ville, le ciel est parfois relativement sombre en hauteur. Ceci dit, j’atteins les 2000 adu en 90s de pose sans lune, alors pour éviter le bruit de photon, je fais des poses courtes.

D'ailleurs, je fais pas mal de photo amateur depuis l'Observatoire. La plupart des photos de mon site ont été prises avec le télescope Schaumasse: http://mconjat.free.fr/trifid/index.htm

Avec un peu de rigueur, on arrive à obtenir des images sympa. Pour les IFN (les cirrus galactiques tout sombres), c'est pas gagné en revanche, même si on peut les deviner sur certaines images.

 

Chaque image de ngc206 a été posée ~20 fois 120 secondes. Le fond de ciel monte entre 3000 et 3500 adu. Ca donne un peu de bruit de photons, mais c'est pas trop gênant...

Matt

Edited by Matthieu Conjat
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HP15C,

Bonjour à toi !

Personnellement ma calculatrice de chevet c'est plutôt la HP48G  et ses quatre manuels.

 

Merci Matthieu,

Il ne reste plus qu'à déguster toutes ces informations.

 

 

Lucien

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Bonjour Matthieu,

 

Excellent travail :), il ne te reste plus qu'à faire ça dans m33 pour encore plus de challenge !

 

Comment tu as pour repérer les variables ?

 

Tu as de la chance de pouvoir utiliser ce télescope, on peut venir aussi ? 

 

 

 

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Salut Lionel,

C'est vrai que les étoiles de M33 sont visibles aussi. C'est à tenter...

Pour repérer les variables, j'ai 3 méthodes.

La 1ère que j'ai utilisée, c'est la division. Je divise l'une des images par une autre. Si le temps de pose a été différent, je fais un offset, qui compense la perte d'information, puis je divise par une autre image. La plupart des étoiles (non saturées) vont ~disparaitre, puis si une étoile a varié, ça laisse une petite trace brillante ou sombre. La difficulté, c'est que comme le télescope n'a pas de barillet (le miroir est posé directement sur le fond de la culasse du tube), il y a parfois des déformations, imperceptibles ou non. Donc la division laisse des traces, mais on  arrive parfois à remarquer une étoile différente.

La 2è méthode, c'est le blink. J'essaie de régler toutes les images aux mêmes seuils, puis je fais un blink entre 2 images. Ca permet de voir pas mal de choses, notamment quand les étoiles sont très peu lumineuses (la division donne plus de bruit qu'autre chose).

Pour la 3è méthode (c'est celle qui m'a permis de découvrir ~200 variables non répertoriées (ailleurs que dans Andromède, car ces variables sont sans doutes déjà connues et découvertes par les plus grands télescopes)): J'ai écrit mon propre logiciel de photométrie, qui me permet de faire de la photométrie automatique sur toutes les étoiles d'une série d'images. Iris fait la même chose, mais que sur 5 étoiles, donc c'est un peu fastidieux. Il y a Muniwin qui fait ça aussi, mais j'ai énormément de mal à le faire marcher quand les étoiles n'ont pas la même FWHM entre les différentes images.

 

Dernièrement, pour trouver les 8 dernières images, j'ai fait un blink avec les 11 images les plus fines. Parfois y'a un point qui apparait ou disparait, que je n'avais pas vu avant.

Un exemple avec 206v4. Une binaire à éclipses, sans doutes, de période ~1.67 jours:

206v4.gif.91c1c3d64fa7b732111e3ed52508a128.gif

Le blink.

div4.gif.ed54934552539456791d9761517577b7.gif

La division de la nuit 5 par la nuit 6. Y'a l'étoile qui ne disparait pas.

206v4_indiv.png.84119fc8fa4ba4795bc4d08092effa5d.png

On voit qu'entre la nuit 5 et la nuit 6, l'étoile a gagné ~0.5 magnitude.

 

Si tu veux passer à l'Observatoire, tu me dis. Normalement c'est règlementé, mais il y a bien des astrosurfeurs qui montent parfois en douce, sur invitation des copains de l'Obs, alors... ;)

Faut que tu me préviennes avant si tu veux observer avec le télescope en mode Cassegrain ou Fastar (6m ou 2m de focale), car il faut que je remette le secondaire en place. En ce moment, j'ai la caméra au foyer du primaire, donc on ne peut pas observer à l'oeil nu.

 

A+
Matthieu

 

Edited by Matthieu Conjat

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Ah, et je viens de m'apercevoir de la grosse faute d'orthographe dans le titre de ce post ...O.o

 

--

Ben finalement, je vois qu'on peut modifier aussi le titre. J'ai corrigé la faute. Bien fichu, ce truc, quand même....

Edited by Matthieu Conjat
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Pas de problème pour l'orthographe : parfois on se relit très vite.

 

Dis avec l’expérience que tu as sur la photométrie, et avec l'instrument à disposition qui est assez conséquent,

ça peut donner l'envie de s'attaquer aux transits d'exoplanètes non ?

 

Lucien

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Bah tu sais, les exoplanètes, il y en a beaucoup qui sont visibles, même avec un 20cm.

Ca fait un certain temps que j'en fait. J'ai participé à un article avec le T400 de l'Observatoire: https://arxiv.org/abs/1612.02776

Bientôt l'équipe XO va publier un autre article sur un candidat potentiel avec mes mesures (entre autres).

Puis sur le site de mon association, j'ai mis les rapports d'activités où je mets les courbes de lumière des exoplanètes que je suis: http://www.aquila.free.fr/download1.htm

Mais en ce moment, je suis d'avantage sur les étoiles variables (un peu les astéroides aussi) que sur les exoplanètes.

Matt

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Dis,

on peut dire que tu en fais du travail et avec une rigueur scientifique !

Franchement je suis impressionné. Entre la spectroscopie et la photométrie, ça donne envie de s'y investir.

 

Lucien

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Salut Matthieu,

 

Très bel exercice et pédagogique en plus !

Mesurer des variables jusqu'à la magnitude 20 dans une autre galaxie est une belle prouesse.

 

PS : as-tu vu passer la CBET 4566 ?

Je n'arrive plus à t'envoyer des mails, j'ai à chaque fois une erreur en retour...

 

A+

Romain

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Salut Romain,

effectivement, mon mail a été bloqué par free. Une histoire de virus ou de spam,  je sais plus... Ca me fait sérieusement ch...

Je t'ai envoyé un message avec mon adresse professionnelle.

Je ne parviens pas à récupérer la CBET 4566 (Il faut une authentification). Tu me la fais parvenir en perso ?

 

Merci Lucien. Avec mon assoce, on pense acheter un spectro, mais pour le moment, y'a tellement de choses chouettes à faire en photométrie...

 

Matt

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Salut Matthieu,

 

Merci pour les infos et la proposition. Il faudrait que je réfléchisse à un sujet d'observation.

Pour l'instant j'attaque la spectro et ça m'occupe bien !

 

lionel

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Ah, les céphéides de M31, génial ! Voilà une manipe qu'elle est épatante ! Très bonne idée, l'image de synthèse avec les courbes !

 

Tu as l'air de dire que tu trouves les céphéides directement sur les images, donc sans savoir à l'avance où elles sont ? C'est exprès ?

 

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Salut Bruno,

Pour les céphéides de M31, j'ai essayé de trouver un catalogue des variables connues, mais je n'ai rien trouvé. Il parait que plusieurs milliers de variables ont été découvertes dans Andromède, donc les 45 variables que j'ai repérées ont sans doutes déjà été découvertes bien avant moi. J'ai simplement pointé le champ de ngc206 et j'ai regardé quelles étaient les étoiles qui variaient...

Ceci dit, dans notre propre galaxie, il y a encore quelques variables qui n'ont jamais été repérées comme telles. Notamment sur la Voie lactée, que certains programmes de surveillance évitent à cause de la densité d'étoiles. Donc il y a certaines étoiles non recensées dans le catalogue VSX publié par l'AAVSO (Assoce Américaine des observateurs d'étoiles variables). Alors quand on suit certains astéroides sur la voie lactée, on arrive à repérer quelques étoiles variables non répertoriées.

Ceci dit, avec des programmes automatisés comme ASAS-SN qui vampirisent toutes les étoiles variables possibles, les astronomes amateurs ne vont bientôt plus pouvoir trouver des nouvelles étoiles :(

Matt

Edited by Matthieu Conjat

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il y a une heure, Matthieu Conjat a dit :

j'ai essayé de trouvé un catalogue des variables connues, mais je n'ai rien trouvé

 

Ah OK.

 

Ce que tu pourrais faire, c'est comparer tes céphéides avec celles de Hubble : http://articles.adsabs.harvard.edu/cgi-bin/nph-iarticle_query?1929ApJ....69..103H&data_type=PDF_HIGH&whole_paper=YES&type=PRINTER&filetype=.pdf

 

(Les photos sont en fin d'article, je crois que c'est l'avant-dernière qui correspond à NGC 206.)

 

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Je ne connaissais pas cet article.

Effectivement, je vois que certaines de mes étoiles avaient déjà été repérées par Hubble. Et d'autres pas...

Je vais me plonger dans la lecture de cet article pour comparer tout ça.

Matt

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Bonsoir Matthieu,

 

Très belle manip, bravo.

 

Aux RCE, Emmanuel Conseil nous a parlé des nova extra-galactiques. M31 est un très fort pourvoyeur. Rien de ce côté là dans tes données ?

 

Au plaisir,

Marc Deldem

 

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Merci Marc,

J'ai essayé de rechercher des novae sur mes images. Mais il faut de la patience. Là, j'ai fait 15 images du même champ, sur une durée de 35 jours. J'ai un petit champ par rapport à la taille d'Andromède, donc la probabilité de voir une novae est plutôt faible. Mais en continuant, la probabilité augmente, c'est sûr. Là avec la météo, c'est bien les américains ou les japonais qui vont tout rafler.... Ceci dit, comme je n'ai pas le réseau sous ma coupole, si je vois un truc bizarre, le temps que je rentre chez moi pour le signaler, quelqu'un d'autre l'aura déjà découverte :(

En tous cas, j'ai failli faire une présentation aux RCE, sur tous ces sujets-là (photométrie à l'Observatoire de Nice). Mais je m'y suis pris trop tard, donc je ne suis même pas monté à Paris...

Matthieu

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Voila les derniers résultats. Je vais m'arrêter là, sauf pour les quelques variables à longue période que je vais remesurer de temps en temps.

 

En fin de compte, j'ai trouvé 65 étoiles variables dans ce champ, de la magnitude 17 à 21.2, dont ~46 céphéides, 3 ou 4 Mira, 4 variables rapides (appartenant à la Voie Lactée ?), et une dizaine d'étoiles à RSB très faible et période non mesurable, mais qui semblent varier clairement.

Je vous remets l'ensemble des céphéides que j'ai trouvées:

ngc206_courbes.jpg.f23e2c9ab31470f0e64398ccfd6bb98c.jpg

 

Voici un petit panel des plus belles céphéides. A gauche, c'est l'ensemble des mesures sur les 66 jours, et à droite, c'est la courbe de phase:

v1-v11.png.8ee9a6ada07773a49b3db86ced21a280.png

 

v13-v21.png.00ca5ec2818d2b58dbd5d3d37e343ab0.png

 

v23-v56.thumb.png.11b371c988377508401e3110f01caae2.png

 

Là j'ai mis quelques-unes des étoiles particulières (courte ou longue période):

vpartic.png.54b87bbfb5294f4ccaab1e7f898e6e17.png

V4 est une très belle variable, de période 2.52 jours, V15 et V62 semblent être des mira (période >> 100 jours), V47 et V49 ont des périodes de 4.7 jours et 0.21 jours.

D'après la relation période-luminosité, pour des céphéides de type I (étoiles plus jeunes et chaudes, dans les bras spiraux), une faible période implique une faible brillance, donc ces étoiles ne devraient pas être visibles, à moins de faire partie de notre Voie Lactée...

Un petit tableau des céphéides:

table.png.bc030762d91b8d0b25b79441b2b0fdcb.png

 

On trouve des distances comprises entre 1.1 et 4.4 millions d'années-lumières. Ce n'est pas étonnant d'avoir autant de dispersion: Tout comme pour la Voie Lactée, on trouve de nombreux nuages de poussière qui assombrissent les étoiles. Les étoiles semblent donc plus lointaines. Il est également possible de trouver des étoiles doubles, ou très proches d'autres étoiles, qui font que l'étoile mesurée semble trop lumineuse: La distance apparente semble alors trop faible.

Finalement, je trouve une distance moyenne de 2.31 millions d'années-lumière. (Valeur officielle 2.54 millions d'a.l.) B|

Dans quelques jours, je vous mettrai l'image couleurs. Mais il faut que je finisse de la traiter...

Matthieu

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Superbe étude Matthieu !

Tu as fais quoi comme méthode pour mesurer les magnitudes ce toutes ces variables ? Par PSF ou par photométrie d'ouverture ?

 

Marc

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Merci Marc,

J'ai toujours eu du mal avec la photométrie par psf. Surtout sur des petites étoiles qui n'ont pas toujours une belle forme de gaussienne.

J'utilise la photométrie d'ouverture sous Iris. J'utilise 4 étoiles de référence qui ne varient pas, dont j'ai calculé la magnitude moyenne avec le catalogue Gaia.

Pour réduire les mesures et calculer la période, j'utilise Courbrot, de Raoul Behrend.

Matt

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