Christophe Pellier

Essais de spectro-photométrie sur Bételgeuse

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Salut à tous,

Je présente mes résultats sur un exercice de spectro-photométrie que j'ai fait cet hiver, à titre d'expérience, mais aussi de curiosité :) qui est de mesurer la variation de luminosité de Bételgeuse. L'étoile est passée par un gros minimum en tout début d'année (0,8) et a recommencé à grimper en magnitude durant l'hiver. Malheureusement, les conditions météo déplorables ne m'ont pas permis d'avoir un spectre au minimum, mais j'en ai quand même trois. 

La méthode : j'ai acquis à chaque fois deux spectres (visible et IR) de Bételgeuse, et de Phi 2 Orionis, une géante orange qui est l'étoile de comparaison utilisée, en attendant que les deux soient à la même hauteur (environ 1H15 après le passage au méridien de Bételgeuse), histoire de ne pas avoir à gérer les histoires de masse d'air (que je ne maîtrise pas pour le moment)

Les résultats recherchés : j'ai d'abord cherché à mesure l'évolution en flux absolu, puis j'ai tenté la mesure des magnitudes (j'ai réalisé des calculs de coefficients de transformation, trop long à décrire ici). Phi2 Orionis m'a servi de standard, en sachant que je n'ai pas cherché à corriger les raies telluriques.

Les images:

1) Spectre de Phi2 Ori en flux absolu

2) Evolution du spectre de Bételgeuse en flux sur 3 dates de février à mars

3) Graphique de photométrie synthétique (réalisé sur le spectre en flux, pour illustration, parce que pour le calcul des magnitudes j'ai travaillé à partir des spectres en comptes numériques)

Il y a bien une augmentation de l'intensité lumineuse en flux sur les 3 dates, cohérente avec l'augmentation assez rapide au mois de février, et en mars la variation atteint un palier.

Concernant le calcul des magnitudes, je trouve en V = 0,55 / 0,41 / 0,39, là encore ça colle avec les données AAVSO (je suis un peu en-dessous sur la dernière date). Les magnitudes B sont ok aussi, par contre pour R et I je ne sais pas trop, j'ai des données contradictoires et rares, et ces résultats sont à prendre avec des pincettes.

37160_flux.png

plot_betel.png

betel_phot.png

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Belle manipe Christophe,

 

Juste une interrogation concernant ton étoile de référence : pourquoi prendre une étoile de type K qui comporte de nombreuses raies peut propice à faire une bonne RI (on recherche avant tout à ce stade à avoir un continuum), vaut mieux utiliser des étoiles ayant peut de raies comme des O, A ou B.

 

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Merci Olivier,

il y a 2 minutes, OlivierG a dit :

Juste une interrogation concernant ton étoile de référence : pourquoi prendre une étoile de type K qui comporte de nombreuses raies peut propice à faire une bonne RI (on recherche avant tout à ce stade à avoir un continuum), vaut mieux utiliser des étoiles ayant peut de raies comme des O, A ou B.

Pour deux bonnes raisons :)

1) Au départ j'avais pensé utiliser Bellatrix, qui a comme avantage d'être +/- à la même déclinaison (même si elle est variable aussi, mais beaucoup moins). Je me suis aperçu lors de mon premier essai que le spectre de Bellatrix était trop bruité dans l'IR, ce qui est dommage dans la mesure où c'est une bande où Bételgeuse est très brillante. La correction n'était pas bonne après 700/800 nm. Phi2 offre un flux IR assez important en tant qu'étoile K.

2) Ensuite, comme je voulais faire de la photométrie, j'ai suivi le conseil habituellement donné de prendre comme référence une étoile de type spectral proche. J'ai rapidement trouvé Phi2, la seule étoile à peu près rouge, relativement brillante et non variable de la région. C'est du reste cette étoile-là qui est utilisée comme référence par les contributeurs CCD de l'AAVSO.

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Christophe,

 

Certe cela fonctionne, mais d'un point de vue précision, tu ne "colles" pas à 100% avec la RI de ton setup.... :/ La RI doit être indépendante du type d'étoile que tu étudies et est propre à ton setup et à la masse d'air de la cible étudiée. Cela peut peut être expliquer pourquoi les valeurs que tu as trouvé ne "colles" pas dans le rouge ou proche IR

 

Par exemple est ce que tu as comparé en les superposant ton profil de HD 37160 avec celui figurant dans la base Miles ? Les 2 courbes doivent se superposer exactement comme dans la présentation dont je donne le lien plus loin ou l'image ci dessous :

5ca0cbaa56148_ComparaisonEtoileRef.png.9cf2ca8771e6f81d9159bab7097ce416.png

 

En bleu ma courbe réalisée sur l'étoile dans le ciel, en rouge l'étoile de référence de la base d'étoile de référence dans ISIS Miles ou Pickle je ne sais plus... (la différence entre les 2 dans le rouge sont dû aux raies atmosphériques qui dans mon cas, n'ont pas été retiré du spectre)

 

Voici un lien d'une excellente présentation d'un Anglais qui fait référence en terme de spectre calibré en flux absolu (et qui est issue du monde photométrique et un grand contributeur pour l'AAVSO) :

http://www.shelyak-instruments.com/Web/slides/20151010f BAA VSS NLO - Observing with a LISA spectrograph (David Boyd).pdf

 

Certe sa présentation est basée pour un LISA mais cela reste valable quelque soit le spectro.

A noter qu'il sera présent à l'OHP lors de la prochaine spectro party cet été :

https://www.shelyak.com/ohp-spectro-star-party-2019-2/

 

Il y a également la page de Christian Buil avec cette page sur la calibration en flux absolue  :

http://www.astrosurf.com/buil/calibration2/absolute_calibration_en.htm

 

 

Edited by OlivierG
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Merci pour tous ces liens Olivier !

il y a 37 minutes, OlivierG a dit :

Cela peut peut être expliquer pourquoi les valeurs que tu as trouvé ne "colles" pas dans le rouge ou proche IR

En fait je ne disais pas que ça ne collait pas, mais que j'ignorais quelles étaient les bonnes valeurs. Celles que j'obtiens sont proches de SIMBAD (mais pas très précises), et le truc c'est que j'ai sous la main un papier pro qui donne des magnitudes R et I pour Bételgeuse profondément différentes (1 magnitude de différence pour la bande I !!). Et d'autant plus que comme je le disais, je ne fais pas mes calculs de photométrie sur les courbes en flux (trop d'imprécision dans mes calculs), mais sur celles, brutes, en ADU.

il y a 40 minutes, OlivierG a dit :

Il y a également la page de Christian Buil avec cette page sur la calibration en flux absolue  :

http://www.astrosurf.com/buil/calibration2/absolute_calibration_en.htm

C'est bien de cette page dont je m'inspire :) (sauf pour la photométrie)

il y a 40 minutes, OlivierG a dit :

Par exemple est ce que tu as comparé en les superposant ton profil de HD 37160 avec celui figurant dans la base Miles ? Les 2 courbes doivent se superposer exactement comme dans la présentation dont je donne le lien plus loin ou l'image ci dessous :

Non. Voilà ce que j'obtiens :

image.png.1e3b7b1328d1ee8c3ab786373a877e2f.png

 

J'ai dégradé le spectre Miles. La concordance n'est pas aussi précise que sur ton calcul (mais peux-t-on faire mieux avec le SA ?). La forme générale n'est pas mauvaise... sauf sur les bords et à partir de 650. Tu comprends pourquoi je ne tente pas de calcul sur ce type de courbes !

Sinon voilà mes spectres en ADU de Bételgeuse. Ils sont réguliers dans le temps, au moins, c'est plus fiable :

image.png.46a3ca3f2794b5a2d4241dbff415292b.png

 

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