Photométrie des bandes de Jupiter avec le Star analyzer

[Christophe Pellier 2381]

(je poste ici parce que le sujet peut intéresser les astrophotographes, les admins laisseront un fil)

Salut à tous

J'ai enfin trouvé le temps ce week-end de m'attaquer à des données acquises au printemps sur Jupiter avec un Star Analyzer. Quand j'ai commencé à utiliser cet accessoire d'initiation, j'ai découvert qu'en orientant la caméra correctement, on obtenait un spectre où les bandes et zones de la planète sont visibles, comme autant de sous-spectres. J'ai cherché à extraire ces sous-spectres pour tenter de mettre en évidence les différences de couleur et de luminosité. Pour info le spectre de départ ressemble à ça :

En utilisant IRIS, j'ai effectué différents types de corrections géométriques pour parvenir à fenêtrer les principales bandes et zones de la planète, ici la Zone équatoriale, les deux bandes équatoriales, et la Zone tropicale sud (celle de la GTR). EZ et STrZ présentaient cette année des teintes un peu inhabituelles et affirmées, jaune pour l'EZ, et blanc/bleu pour la STrZ. 

Les spectres ont été corrigés de la réponse instrumentale et de l'extinction atmosphérique en utilisant Zubenelgenubi comme étoile de référence (Beta Librae, située juste à côté de Jupiter à l'époque. Pour aller au fait, en calibrant les spectres entre eux j'obtiens le résultat suivant :

 

Le résultat montre correctement le fait, par exemple, que la STrZ était à ce moment-là la région de la planète la plus lumineuse en UV/B. Sur les images ça donne ça, c'est cette zone qui est cramée en bas :

 

Le graphique montre également la teinte jaune de la Zone équatoriale (forte pente de luminosité en B) ainsi que l'éclat plus faible des deux bandes équatoriales.

Voici quelques-uns de ces sous-spectres traités avec Rspec:

 

 

Pour finir, la calibration en longueur d'onde du spectre global m'a permis d'extraire quelques coupes photométriques à des longueurs d'ondes choisies (principalement les Johnson mais pas que) et qui sont cohérentes là-encore avec les différences de couleur constatées sur les images:

 

L'idée est de poursuivre ce travail dans les prochaines années pour tenter un suivi un peu plus objectif des couleurs de la planète. J'ai quelques autres idées aussi sur lesquelles il faut que je travaille...

[jldauvergne 2997]

Plus qu'à ajouter une fente et deux bouts de verre et tu feras de la spectroimagerie

Chouette manip. Moi je reste sur ma fin pour toute manip spectro sur Jupiter car tout ça ne nous dit toujours pas pourquoi la GTR est R

[Christophe Pellier 2381]

Je ne sais pas s'arriverai à mettre une fente, et surtout je crois que dans ce cas j'aurais besoin d'un meilleur suivi !

Pour la GTR, ça vaudrait le coup de retenter la manip qu'avais fait Christian Buil il y a des années au Pic, il avait produit un spectre de la TR. C'est un autre niveau cependant.

[darkside 130]

Hello Christophe

 

Trés intéressant cette manip  et ouvrant  de nouvelles perspectives pour l'interprétation de nos chéres images planétaires d'autant  que l'investissement dans un star analyser  est  trés raisonnable

sinon  une question de béotien  en spectro  y aurait-il un intérêt pour le star analyser à 200 t / mm plutôt que le 100

 

Bon ciel

 

Dominique

 

[Christophe Pellier 2381]

Merci Dominique, oui c'est une piste sympa

 

il y a 6 minutes, darkside a dit :

sinon  une question de béotien  en spectro  y aurait-il un intérêt pour le star analyser à 200 t / mm plutôt que le 100

D'après ce que j'ai compris le SA200 sert seulement pour les cas où le réseau est plus près du capteur (par exemple dans le cas d'une roue à filtres), donc il n'y a pas d'autre intérêt. Pour accroître un peu la résolution il y a moyen d'utiliser un spacer ou un prisme 3,8, j'ai tout ça, je verrai.

[jldauvergne 2997]

il y a une heure, Christophe Pellier a dit :

Pour la GTR, ça vaudrait le coup de retenter la manip qu'avais fait Christian Buil il y a des années au Pic, il avait produit un spectre de la TR. C'est un autre niveau cependant.

Je plaisantais, mais oui j'étais avec lui. J'avais fait les images de référence au T300 sur la terrasse en même temps. Mais bon ça ne nus dit pas plus pourquoi elle est rouge, et même Juno ne nous le dit pas

Plus que le suivis encore je pense que le plus gros problème c'est le tilt de la planète. Mais c'est sûr que ce n'est pas une manip à faire avec un Newton AZ pour rejoindre la discussion du fil d'à côté. A moins qu'il soit viable de stopper le traking et laisser défiler le planète devant la fente. Je ne sais pas quelle serait la résolution en faisant comme ça. On digresse là

[Christophe Pellier 2381]

En fait le laisser filer ça ne marcherait pas car l'équateur de la planète n'est pas forcément orienté dans la direction de déplacement

Il y a un Musicos à AstroQueyras, un gros spectro à échelle, lui il aurait la résolution pour faire des spectres de petites parties d'un globe planétaire. J'en avais parlé à mon chef de mission mais ça semble un peu compliqué. Par contre je vais peut-être m'y intéresser quand même à l'avenir.

[exaxe17 1614]

Belle manip!  Et cela ajoute un côté scientifique très intéressant ! Cela n'est pas trop compliqué à mettre en place ? Tu visses le star analyser au cul de la caméra , comme un filtre? 

Et les résultats d'après le logiciel sont facile à manipuler ?

Je te noie par mes questions, désolé...

[jldauvergne 2997]

Il y a 2 heures, Christophe Pellier a dit :

En fait le laisser filer ça ne marcherait pas car l'équateur de la planète n'est pas forcément orienté dans la direction de déplacement

Pas faux, mais il suffit de mettre la fente perpendiculaire, à l'arrivée l'image sera distordue mais facile à redresser. 

La manip au Pic je ne sais plus quel spectro Christian avait mais la résolution était assez basse de mémoire. L’intéret est de capter tout le spectre. Il y a un compromis à trouver entre la turbu qui va de toute façon te faire perdre en résolution, le temps d'intégration applicable, etc. Je pense qu'il avait utilisé un LISA. 

La seule page que je trouve décrit la manip mais pas au Pic : http://www.spectro-aras.com/forum/viewtopic.php?f=6&t=106

[Christophe H 779]

Il y a 9 heures, Christophe Pellier a dit :

Voici quelques-uns de ces sous-spectres traités avec Rspec

J'ai droit à une question bête? En tout cas, j'ose. Pourquoi la luminosité monte de 360 à 350 nm?

Du coup, je fais une tentative de réponse, parce que le signal de calibration est trop faible à cette longueur d'onde et ça crée un artefact?

 

Christophe

[Christophe Pellier 2381]

Il y a 3 heures, exaxe17 a dit :

Cela n'est pas trop compliqué à mettre en place ? Tu visses le star analyser au cul de la caméra , comme un filtre? 

Et les résultats d'après le logiciel sont facile à manipuler ?

Merci Stéphane, l'accessoire est hyper facile à utiliser : ça se visse comme un filtre, à la place d'un filtre, en effet, et tu fais un film comme d'habitude (j'ai choisi d'enregistrer en fits cependant ici). Pour la réduction par logiciel, c'est un peu plus compliqué que de traiter des images par contre, et il y a un processus d'apprentissage non négligeable. Dans l'absolu toutefois les spectres du SA sont vraiment simples à traiter une fois qu'on a compris comment faire.

il y a 43 minutes, Christophe H a dit :

J'ai droit à une question bête? En tout cas, j'ose. Pourquoi la luminosité monte de 360 à 350 nm?

Du coup, je fais une tentative de réponse, parce que le signal de calibration est trop faible à cette longueur d'onde et ça crée un artefact?

Christophe, c'est exactement ça. RSpec utilise des spectres de référence calibrés jusque dans l'UV lointain. Evidemment, moi, avant 350 nm, je n'ai pas ou pratiquement pas de signal ! Du coup la division des deux spectres crée des artefacts mathématiques. Ici j'aurais du couper avant 375, comme je l'ai fait pour mon premier graphique.

Il y a 3 heures, jldauvergne a dit :

Pas faux, mais il suffit de mettre la fente perpendiculaire, à l'arrivée l'image sera distordue mais facile à redresser. 

Ok, je pensais à une utilisation sans fente (comme ici) mais là d'accord.

Du reste, je viens d'avoir une réaction intéressante sur CNF. Un intervenant qui m'explique justement que sans fente, on a un étalement des spectres de chaque point de la source vu qu'elle n'est pas ponctuelle. Je savais déjà que ça empêchait de détecter les bandes d'absorption. Même si les résultats ici semblent cohérents, je crois qu'il va falloir que je songe à tenter de modifier ce petit réseau avec une fente.

[Nirep 1029]

Bravo quel boulot, merci pour ce partage . 

[polo0258 10911]

 bravo christophe! sujet très intéressant !

 polo

[Christophe Pellier 2381]

Merci Nirep et Polo

[Guillaume BERTRAND 525]

Excellent travail Christophe ! Je trouve ça très intéressant  ça me donne envie d’essayer ! Faut que j’investisse dans ce petit accessoire pour tenter la manip et découvrir la chaîne de traitement et réduction des spectres  

Par contre on risque d’être assez vite limité avec nos montures AZ...  

[Christophe Pellier 2381]

Merci Guillaume, oui moi ça me captive un peu ce genre de petite science. Et c'est certainement une voie d'avenir pour les astronomes dans ce domaine (c'est déjà le cas dans d'autres).

Il y a 5 heures, Guillaume BERTRAND a dit :

Par contre on risque d’être assez vite limité avec nos montures AZ...

Oui et non. Si c'est pour faire de la spectro planétaire, les temps de capture vont être très courts. Je me suis contenté de prendre 100 images en fit sur Mars et Jupiter, il ne faut que quelques secondes, la rotation de champ est inexistante. Même pour les étoile de référence je suis allé jusqu'à 200 fits et ça ne devait pas durer plus de 10-15 secondes.
Le problème qui va présenter c'est si on tente d'utiliser un spectro à fente, avec le suivi un peu aléatoire des flextube... 

[dfremond 1708]

Tres interessant Christophe! J'avoue avoir lu un post d'il y a quelques mois ou tu envisageais cette manip, et ça m'avait donné une idée. Je pense que bricoler un petit spectrographe peut etre possible, meme avec une monture altaz bas de gamme comme les notres: le probleme etant de savoir exactement ce qui est devant la fente, (ou le trou) a un instant tres precis: le "challenge " est donc de filmer en parallelle sur une autre cam exactement dans  la meme direction: meme si la "cible " bouge un peu, il doit etre possible de faire un parallelle precis entre un spectre enregistré en temps réél et une image a coté: dans ce cas, on peut objectiver, eventuellement, le spectre d'un endroit assez precis. pour ce faire, j'ai imaginé utiliser une binoculaire, associée a une barlow de type telecentrique: il faut que les rayons sortent parallelles des deux orifices de la binoculaire: dans l'un on mettrait une cam de suivi, et l'autre une camera filmant le spectre a travers le star analyzer muni d'un trou assez fin. on aurait alors deux films decrivant le spectre et l'endroit d'ou il vient, en temps reel.. Qu'en penses-tu? Je n'ai de toute façon aucun de ces équipements.. 'star analyzer, barlow de type powermate, binoculaire...) 

Edited November 16, 2018 by dfremond

[Christophe Pellier 2381]

Salut Daniel,

Ca pourrait être une manip en effet ! ... mais qui ne règlerait pas forcément le problème du suivi car il faudrait de rappels de commande efficaces et ce n'est pas vraiment le cas non plus sur ces instruments.

Je viens de commander de quoi faire un SEPSA avec une fente réglable, ce qui permet de faciliter la recherche de la cible (mais ça ne change rien au suivi  )

[dfremond 1708]

OUi, c'est un peu particulier l'altaz des flextube...   maintenant, meme en cas de derive, je reussi a peu pres, en ce qui me concerne, à maitriser  la position de suivi, en vitesse1, ce qui permet des captures d'uranus ou neptune assez longues en 800x600 voire 640x480. je pense qu'a force d'enregistremebnt, il doit etre facile, par chance, de faire passer la GTR par exemple, pile devant la fente (la plus petite possible, a mon avis un petit segment de fente plutot).   Pour etalonner, il est facile a mon avis, de filmer une etoile et de voir a quel endroit elle se trouve dans la cam de suivi quand le spectre apparait de l'autre. un etalonnage de position en quelque sorte: ensuite, direction jupiter, en essayant en vitesse 1 de faire passr la GTR au meme endroit.   essais apres essai, on aurait le spectre de la GTR...

Edited November 16, 2018 by dfremond

[M28 3717]

Bonsoir  Christophe  , 

 

Très  intéressante  tes    " manip "  je  suis  cela  de  près  bien  sûr  ,  avec  mon  petit  côté  amateur   , mais  ça  a  l'air  d'être  bien  sympa   et  toutes  les  planètes  peuvent  y  passer   ,  c'est  ça   ?  

 

Michel         

[Christophe Pellier 2381]

Il y a 19 heures, dfremond a dit :

OUi, c'est un peu particulier l'altaz des flextube...   maintenant, meme en cas de derive, je reussi a peu pres, en ce qui me concerne, à maitriser  la position de suivi, en vitesse1, ce qui permet des captures d'uranus ou neptune assez longues en 800x600 voire 640x480. je pense qu'a force d'enregistremebnt, il doit etre facile, par chance, de faire passer la GTR par exemple, pile devant la fente (la plus petite possible, a mon avis un petit segment de fente plutot).   Pour etalonner, il est facile a mon avis, de filmer une etoile et de voir a quel endroit elle se trouve dans la cam de suivi quand le spectre apparait de l'autre. un etalonnage de position en quelque sorte: ensuite, direction jupiter, en essayant en vitesse 1 de faire passr la GTR au meme endroit.   essais apres essai, on aurait le spectre de la GTR...

 

Franchement, pour la TR, c'est chaud ^^ à mon avis ce n'est réalisable qu'avec un spectro à fibre optique (fente ponctuelle) et un très gros télescope. 

Pour Uranus et Neptune, on n'a pas forcément besoin de fente. A 1500 mm de focale, elles seront quasi ponctuelles.

Il y a 18 heures, M28 a dit :

toutes  les  planètes  peuvent  y  passer   ,  c'est  ça   ?

Oui toutes  j'ai fait pas mal de prises sur Mars cet été, dans le but de voir si la couleur changeait avec la tempête (j'en avais parlé) malheureusement, j'ai des profils très comparables que ce soit en juillet ou en octobre