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Vincent_L

[Spectro] Quasar QSO J0831+5245 z=3.9

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bonjour,

 

Encore (!) une belle nuit hier ... j'en ai profité pour continuer à faire de la spectro sur un petit quasar: QSO J0831+5245 (au centre de l’image). Magnitude 15, ça passe encore … .

image DSS:

image.png.a2ab1c5a52c45f68b075b40c1fc0291c.png

 

 

J’ai cumulé du coup pas mal de poses de 20 min pour être certains d’avoir un spectre exploitable, mais je voyais clairement la raie Lyman alpha déjà sur une brute. L'équipement est le suivant: Spectro Alpy600 sur Newton T250 f/4. CCD Atik 414, le tout piloté par Prism. Les données sont traitées avec ISIS et script Python.

image.png.9f3b293efbf30f360ae9ae5d533b2f56.png

 

 

 

On peut effectivement observer la raie Lyman alpha. Cette raie n'est normalement visible que dans l'UV (122 nm). Il est possible de voir cette raie dans ce cas à cause de l’expansion de l’Univers. Grâce à l’effet Doppler cosmologique, les longueurs d’onde d’objets lointains sont décalées vers le rouge : mais cette fois il ne s’agit de la vitesse propre de l’objet en lui-même, mais bien de l’ensemble de l’univers … .

 

Ici la raie Lyman alpha est observée vers 600 nm au lieu de 122 nm … soit un décalage vers le rouge z=3.9 et un facteur d’échelle a=0.2. C’est-à-dire qu’au moment où les photons ont été émis, l’univers n’avait que 20% de sa taille actuelle, et c’était il y a 12 milliards d’années … . Aujourd’hui, avec l’expansion, cela place ce quasar à 24 milliards d’années-lumière de nous ! *

 

Vincent

 

*difficile d’estimer des distances à ces échelles de temps … c’est très dépendant du modèle cosmologique utilisé. En général, les astronomes s’arrêtent au redshift z et au facteur d’échelle a. Pour donner une valeur de distance, cf A. Acker, Astronomie Astrophysique, Ed Dunod, p423 et à C. Lineweaver, Science, 284, 1999, 1503.

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Très beau spectre, on n'a pas souvent l'occasion de voir la Lyman alpha !

 

Aux longueurs d'onde inférieures à la Lya du quasar tu as ce qui ressemble à des raies ou bandes en absorption ; c'est peut être une forêt de Lyman due à des galaxies et nuages de H à différents z dans la ligne de visée :

 

eso0606a.jpg

 

As tu pu comparer ton spectre à un spectre obtenu par les pros ?

 

Superbe observation en tout cas :)

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Il y a quelques années, lors de la spectro party à l'OHP on avait fait le spectre de le quasar  S5 0014+81 à magnitude 16,52

et l'on avait pu le comparer avec un spectre "pro"

 

QuasarCompar.png.eb8f9e2243f3c253627e84ee06ad371f.png

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Apricot: le cas est difficile :) en fait c'est une lentille gravitationnelle:

image.png.33dd80ffdb27b3c5f1ed96ca9a3cfa5a.png

 

figure d'après Ellison et al, A&A, 414, 2004, 79-93 (ils donnent aussi le spectre fait par Hubble, mais qui démarre vers 600 nm à 800 nm)

 

en fait dans ce spectre on doit voir aussi MgII et N V à des z différents (z=1... pour MgII) à cause d'absorbeurs sur la ligne de visée. D'ailleurs, il est très probable que ce je prenais pour Ly alpha soit en fait NV et MgII à différents z. Ly alpha serait juste avant en absorption vers 590-600 nm ... .

 

je continue de creuser ...

 

 

 

 

 

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Posted (edited)

en creusant pas trop longtemps, je suis tombé sur ce spectre: (Trevese et al, A&A, 2013)

 

image.png.2feef0b6196bf7817a9574c74065cc3c.png

 

d'où corrections sur mon spectre:

 

image.png.43b3829ba4fef4441f76fa47a2e027eb.png

 

 

vincent

 

 

 

 

Edited by Vincent_L
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Tu es sur que Lya est à ~5800 ? Ce ne serait pas une échancrure juste devant NV ?

Anyway, ton spectre se compare superbement avec le pro, bravo !

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Super manip, je suis admirateur...

 

Par contre pour la magnitude du quasar je trouve 19.2...

 

image.png.89d28e24ab557bb675537ebfedebb969.png

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Salut Vincent,

 

Belle observation de ce quasar du fond des âges. 

Le N V vient bien du quasar ?

Comme Jean Philippe, la raie Lyman alpha est celle juste avant le N V non ?

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il y a 14 minutes, lionello a dit :

Le N V vient bien du quasar ?

Comme Jean Philippe, la raie Lyman alpha est celle juste avant le N V non ?

 

d'après Irwin, Lya est très faible en émission vers 5900 A :

 

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Re-bonjour,

 

Je me suis permis d'imager sans spectro ce quasar...

 

Par contre je suis gêné de ne pas pouvoir pointer directement avec Prism...

 

Quel logiciel, catalogue utilisez-vous ?

 

 

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Posted (edited)
Il y a 3 heures, Pascal C03 a dit :

Par contre je suis gêné de ne pas pouvoir pointer directement avec Prism...

 

Quel logiciel, catalogue utilisez-vous ?

Bonjour Pascal,

 

pour ce quasar, j’ai pointé aux coordonnées : calage de l’astrométrie sur un champ proche, pointage du quasar, astrométrie pour repérer le quasar. Si l’astrométrie est bonne, dans ce cas il n’y a pas trop de risque d’erreurs, on n’est pas dans la Voie lactée :)

Le tout avec Prism,

 

vincent

 

Edited by Vincent_L

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Il y a 1 heure, Vincent_L a dit :

, astrométrie pour repérer le quasar

 

C'est quelque chose que je ne sais pas faire...

J'ai photographié l'écran Aladin et l'ai comparé à l'écran de contrôle de la caméra. C'est un peu à la débrouille.

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Le 12/04/2020 à 15:48, Vincent_L a dit :

d'après Irwin, Lya est très faible en émission vers 5900 A :

 

 

Merci Vincent. Les explications de la figure sont très instructives.

Intéressant la spectrro des quasars, il doit y en avoir plein d'accessibles à l'alpy.

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Posted (edited)

Bravo très joli spectre.

Perso, je ne comprends pas pourquoi la grande raie d'émission n'est pas la raie Lyman alpha ? Pourquoi la raie NV rayonnerait-elle auant ? 

Normalement c'est la raie NV qui est une échancrure de la raie Lyman alpha non ?

 

17421.gif

Edited by Alef

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Le 12/04/2020 à 14:28, Vincent_L a dit :

Pascal C03: 19.2 il s'agit de la magnitude avec filtre B. avec filtre R il est à 14.5 !

à 19, je n'aurai jamais pu l'avoir ...

 

On est d'accord que ça, c'est du au fait que le quasar est redshifté ? Le R correspond à la louche à l'UV, du coup… (600 nm en R pour 120 nm en UV)

Mais le B ? Il est faible pourquoi, il n'y a rien dans l'UV lointain "rest frame" d'un quasar ?

 

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Il y a 4 heures, Alef a dit :

Normalement c'est la raie NV qui est une échancrure de la raie Lyman alpha non ?

 

Pas nécessairement, ça dépend des conditions dans le quasar.

 

il y a une heure, Superfulgur a dit :

On est d'accord que ça, c'est du au fait que le quasar est redshifté ? Le R correspond à la louche à l'UV, du coup… (600 nm en R pour 120 nm en UV)

Mais le B ? Il est faible pourquoi, il n'y a rien dans l'UV lointain "rest frame" d'un quasar ?

 

On voit sur le spectre observé que le quasar n’émet que très peu en deçà de 6000 A, il a très peu de flux dans le B et V. Le flux dans le R est celui à partir de Lya et tous photons > Lya redshiftés . Il n'y a pas  de photons de longueur d'onde < Lya car ils sont absorbés par l'hydrogène dans la galaxie hote du quasar et tout le long de la ligne de visée. Cette rupture en deça de 912A (repos) est le "Lyman break".

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il y a 28 minutes, apricot a dit :

Cette rupture en deça de 912A (repos) est le "Lyman break".

 

Yes !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! Merci !

 

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ok merci, mais ça m'intrigue cette raie du NV je n'ai pas vu beaucoup de quasar avec cette raie aussi intense....

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Ce qui est curieux avec ce quasar c'est que la Lya soit si faible (d'ou l'intensité apparente de NV). Dans le papier de la découverte ils notent la difficulté d'interprétation de cette partie du spectre, à cause de nombreux absorbeurs dans l'aile bleue de la région Lya+NV. Ces absorbeurs sont intrinsèques au quasar (y compris des vents, c'est le phénomène des quasars à "broad absorption lines") mais probablement aussi le long de la ligne de visée, d'autant que c'est une lentille gravitationnelle (https://arxiv.org/pdf/astro-ph/9806171.pdf)

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