Le pulsar de M1 qui clignote

[Impla007 329]

Bonjour,

Suite à une réunion du club du gapra ( https://www.gapra.fr/)   en début d'année, Jean-Marc  nous a mis au défi d'imager le clignotement du pulsar de M1 dans la nébuleuse du crabe. Magnitude 16, pulses de 33 ms. B0531+21 pour les intimes.

La barre était haute pour ce challenge...

Avec le team LuckyWizards: @AstroHub, Stephane Debalme, Emmanuel Brandt, Laurent Deruaz-pepin, nous avons d'abord essayé la méthode brutale... des poses de 10 ms... force est de constater que sans un diamètre généreux d'au moins 1m la méthode brutale qui consiste a appuyer sur le bouton et attendre de voir que le truc clignote... resta sans succès. Qui ne tente rien n'a rien : nous avons aussi demandé à l'OCA l’accès au 1m du C2PU... sans succès...on est loin d'être prioritaires.... normal.

 

La grosse artillerie étant donc indisponible, je me suis rabattu sur un moyen plus doux, a ma portée,  la stroboscopie. Déja utilisée ici avec brio en 2003  http://www.astrosurf.com/rondi/obs/pulsar/pulsar.htm  , j'ai essayé de mettre en oeuvre des moyens moins mécaniques, simple à réaliser par un amateur avec un peu de bricolage.

 

Pour cela, j'ai fabriqué un obturateur stroboscopique avec un verre LCD piloté sur la fréquence du pulsar par un rapsberrypi synchronisé par le signal PPS d'une horloge GPS.... . Les acquisitions sont faites de mon jardin, deux jours avant le début du confinement. Pour la petite histoire, comme nous nous étions déjà embastillés, j'avais mis mon C11 en remote pour que les copains puissent participer.

- C11HD/Asi 183
- 400 images de 10s
- Alignement et Stacks : LuckyWizards Software

En voici le résultat :

Plutôt qu'un long texte, la vidéo est plus explicite, même si je ne suis pas un aficionado du traitement et montage vidéo. 

 

 

Le champ global

 

 

 

 

 

 

Bon ciel à tous et protégez vous bien

 

Georges

 

 

Modifié 20 avril 2020 par Impla007

[stéphane 3 576]

j'ai qu'une chose à dire : c'est génial !

 

tant le montage que le résultat final !

excellent!

 

a+

stéphane

[Impla007 329]

Merci Stephane, ... génial est peut être un peu exagéré,  mais... j'aime ça :)))) en tout cas, je me suis bien amusé, c'est une manip trés enrichissante. Merci encore pour ton gentil commentaire. 

 

A+

Georges

 

 

 

[danielo 6 069]

Superbe manip bravo !!!

[ALAING 59 717]

Ah si, c'est absolument génial comme manip

Et avec un résultat probant à la clé, bravo

Sans doute même une première

Bonne soirée,

AG

[fljb67 6 454]

Très bien joué. ^^

[JMBeraud 1 780]

En voilà une manip qui sort des sentiers battus… c'est ludique et incroyablement astucieux, de la science à peu de frais, avec un résultat qui tombe dans le mille, tout ce que j'aime, un grand bravo !

JMarc

[polo0258 38 851]

 superbe manip ! bravo à tous !

 polo

[Impla007 329]

Merci @danielo, @fljb67, @polo0258

 

Merci @ALAING  ton commentaire me touche beaucoup. C'est une manip que l'on a fait suite a un petit défi lancé au club. Avec mes astropotes, on a bien sur réfléchi aux différentes hypothèses et fait pas mal d'essais et d'erreurs. On a d'abord essayé la methode brutale avec le C14 du TLV,  le 400F5 du TAC mais ca a foiré lamentablement. C'est le genre de manip qui nécessite d'y croire et de ne pas lacher le morceau. Si on y croit ca finit toujours par marcher a un moment ou a un autre. 

 

Merci @JMBeraud, oui c'est une manip qui sort des sentiers battus et de la traditionnelle représentation que l'on a de M1. Quoique la représentation de M1 faite par @exaxe17   ici est absolument fabuleuse et elle bouge aussi   elle sort vraiment des sentiers battus ... 

 

 

 

 

[Jean-Claude Mario 5 775]

Salut Georges.

 

Il y a 6 heures, Impla007 a dit :

La barre était haute pour ce challenge...

 

Ben apparemment pas assez haute alors ,  j'ai compris le principe mais pour aller dans les détails j'ai une question : on voit sans équivoque le clignotement, est-ce que c'est pour le "fun" de détecter le clignotement (ce qui est déjà une prouesse énorme avec d’astucieuses solutions), ou y a-t-il moyen ensuite de déterminer la fréquence exacte du pulsar, soit avec tes mesures soit en en réalisant d'autres ?

 

Nous les membres du club étions tenus en Haleine quand à la réussite de la manip, et bien chapeau bas car elle est totale .

jc.

Modifié 20 avril 2020 par mariobross

[idir 439]

Quelle prouesse de haut niveau !
Absolument génial !
 

[idir 439]

Il y a 7 heures, Impla007 a dit :

j'ai fabriqué un obturateur stroboscopique avec un verre LCD piloté sur la fréquence du pulsar par un rapsberrypi synchronisé par le signal PPS d'une horloge GPS.... 

 

Rien que ça ...! 

[Daniel B 3 972]

Bravo pour cette manip impressionnante, avec un résultat sans bavure!

 

Daniel

[jeffbax 7 652]

C'est génial. Bravo 👍

 

JF

[AstroHub 368]

Trop fier de ton travail Georges & de notre résultat croisé avec l'équipe des LuckyWizards !

4 mois de galères, de questions & d'échecs et à la fin un truc qui marche !!

 

& ça c'est essentiel : l'échec est possible mais l'analyse doit permettre d'avancer petit pas par petit pas 

belle consécration 

 

;-)

[Jean-Philippe Cazard 3 972]

Absolument génial !

Bravo !

[Impla007 329]

Il y a 2 heures, mariobross a dit :

j'ai une question : on voit sans équivoque le clignotement, est-ce que c'est pour le "fun" de détecter le clignotement (ce qui est déjà une prouesse énorme avec d’astucieuses solutions), ou y a-t-il moyen ensuite de déterminer la fréquence exacte du pulsar, soit avec tes mesures soit en en réalisant d'autres ?

 

Merci Jean-Claude pour ton commentaire :)) tu le sais, avec les copains du club on y a pas mal bossé, on aime bien les trucs tordus..

 

Au sujet de la mesure de la fréquence du Pulsar, tu poses une excellente question. Avant d'avoir fait la manip, j'aurai bêtement répondu oui, en théorie rien rien ne s'y oppose. Mais, a cette époque... je ne savais pas.... et, aprés avoir fait la manip, je pense qu'il y a plusieurs raisons qui rendent cette mesure précise de la fréquence difficile avec un instrument amateur.

 

Cette question est intéressante car elle me permet d'expliquer un peu plus en détail cette observation et la vraie difficulté qui se cache derrière et donc de ce qui en découle. La difficulté, n'est pas de réaliser l'obturateur mais c'est surtout de  bien de contrôler le temps qui permet de le piloter;  et, plus particulièrement avec les moyens à disposition d'un amateur.

Avant de voir pourquoi il faut bien contrôler le temps,  il faut  comprendre que le fait de maintenir une fenêtre temporelle d'observation à l'intérieur de la période du pulsar mettons une fenêtre de 10ms, impose d'ouvrir l'obturateur synchronisé pendant 10ms, puis de le laisser fermé pendant 23ms puis de le rouvrir, puis de le fermer etc... Cela signifie que l'on a seulement 1/3 des photons qui vont parvenir au capteur puisque les autres par définition,  on ne les veut pas. Donc, de base par construction, il faut poser un peu plus de 3 fois plus longtemps. Ensuite, l'obturateur ouvert n'est pas neutre en terme de transparence (lunettes à 15roros de chez alibaba...) . Il retient plus de 50% de la lumière cela rallonge d'autant le  temps de pose. Aprés, si on veut "séparer" le pulsar de l'étoile d'a coté, il faut un poil de focale.. comme je n'avais pas a disposition un  1m ..  alors, j'ai du me résoudre à poser longtemps. Mais, poser longtemps, cela a des conséquence sur le respect du temps... Le pulsar, lui, rien ne l’arrête, rien ne le perturbe par contre nous,  sommes dépendant de pleins d'aléas dans la mesure du temps et plus on pose longtemps, plus c'est compliqué.

 

  Au total, pour deplacer la fenetre d'observation sur toute la période du pulsar et obtenir suffisamment de signal en stackant quelques images pour qu'on puisse au minimum le voir quand il est allumé, il faut au total 70mn à F10 avec une asi183.   (J'ai essayé moins longtemps.. je n'avais pas assez de signal)

Donc, en 70 mn, je n'ai eu qu'une période. Pour répondre à ta question : est il possible de déterminer la fréquence ? oui mais en explorant plusieurs périodes.  Donc... plus longtemps ou alors, avec moins de signal. Mais le véritable problème, c'est la qualité de l'horloge de référence et du montage qui permet de l'entretenir. Je ne suis qu'un bricoleur, je n'ai pas de moyens de labo pour cela. 

J'en reviens au contrôle du temps : si on veut pouvoir explorer une période, il faut que le créneau d'observation soit stable dans le temps et sa position connue dans la période. Si on fait un rapide calcul, le temps d'observation total est de 70mn, le créneau d'observation est de 10ms et il faut  positionner précisement ce creneau mettons à 2 ou 3ms prés, ca fait pas loin de 1ppm en précision... c'est trés compliqué  la mesure du temps sur une période aussi longue tout en s'assurant que dans une période trés courte le temps soit toujours bon..

    Pour résoudre ce probleme, j'ai utilisé le signal PPS d'une puce GPS (précision 15ns par rapport a une horloge de référence - je peux expliquer mais ce serait un peu long..)  que j'ai cablé sur le rapsberry.  Je vous passe les détails de la prise en compte de ce signal mais, ce signal permet de connaitre la dérive interne de mon horloge de pilotage et de la modéliser ce qui permet (a peut prés..). d'avoir une assez bonne stabilité sur 70mn. Je pense qu'aller au delà est utopique (a mon niveau) . 

Ensuite, Jean-Claude, tu demande si on le voit clignoter ou si il y a autre chose. 

On sait par les observations Radio qu'a l'intérieur de la période, il y a deux pics radio. On sait aussi que les grands telescopes avec une camera a comptage de photons ont réussi a imager les variations de luminosité sur ces deux pics. Je voulais essayer de m'en approcher mais, je n'ai pas eu une courbe de lumière à proprement parler. J'ai obtenu une courbe des variations du ratio signal/bruit sur le pulsar

Pour essayer d'approcher cette courbe de lumière, notre ami Emmanuel Brandt a développé un logiciel (LuckyWizard) qui fait un alignement et un stack mobile sur les images. A partir des 400 images de 10s, on a fait 390 stacks de 10 images de 10s ... Cela permet de voir plus facilement ce qui se passe avec des images qui sont un peu moins sensibles au bruit.

Avec ca, j 'ai obtenu une belle courbe du ratio Signal/bruit sur le pulsar qui montre les endroits dans la période ou  il se passe quelque chose.

C'est cette courbe que j'ai mis dans la vidéo avec en comparaison la courbe radio des pulses par le radio telescope d'Arecibo 

 

Aux endroits ou cette courbe S/B  montre les creux et les bosses, j'ai été chercher les images. c'est ce que l'on voit dans les imagettes et  dans la video dans la partie non zoomée .  Donc, non, ca fait pas uniquement blink blink. Cependant, je suis tout a fait réaliste qu'avec plus de signal, on pourrait approcher une vraie et belle courbe de lumière du pulsar. Comme c'est utopique de poser plus longtemps, because le contrôle du temps, il faut soit un plus gros diamètre, soit des plus gros pixels... l'équation est simple...

 

Voila, j'espère avoir répondu même si c'est un peu long ça m'a donné l'occasion d'expliquer.

 

 

 

 

[Impla007 329]

Il y a 2 heures, Jean-Philippe Cazard a dit :

Absolument génial !

Bravo !

Merci beaucoup Jean-Philippe. Venant du big Boss, je suis trés touché.

 

Merci @jeffbax, @danielb, @polo0258

 

Merci @JMBeraud, qui fait aussi pleins de super images qui sortent des sentiers battus..avec un 400 qui est une super réalisation

 

Merci @ALAING , je suis bien content que cette manip te plaise.

 

Merci, @idir, en fait, non, il n'y a pas rien que cela, notre ami Emmanuel Brandt a aussi développé un logiciel (luckyWizard) qui permet l'alignement et le stack des poses courtes avec une grande efficacité. Il a modifié son logiciel pour obtenir un "stack mobile", j'en ai parlé un peu au dessus.

 

Merci @danielo, @fljb67

 

Et puis merci @AstroHub un ami fidèle avec qui nous avons conçu cette manip, et galéré .. avec d'y arriver.

 

 

 

[Jean-Claude Mario 5 775]

il y a 42 minutes, Impla007 a dit :

Voila, j'espère avoir répondu même si c'est un peu long ça m'a donné l'occasion d'expliquer.

 

Oui c'est très clair,  j'ai bien compris que c'est une grosse galère , toutes ces histoires de synchro et de temps minimum pour avoir du signal dans une période, c'est vraiment costaud à gérer, cela fera de beaux articles pour le club, et vous régalez ce Forum, bravo.

Jc

 

[exaxe17 5 864]

Merci pour ce partage! C'est une image exceptionnelle! la manip et la recherche de solution sont exemplaire!

Bravo!

Stephane

[Impla007 329]

Merci Stéphane pour ton commentaire. Je te l ai déjà dit, l originalité sur la façon d appréhender L imagerie avec les poses courtes nous guide beaucoup . On dérive un peu avec des manips comme celle la quoi que c est aligné et emplilé avec notre soft pour les poses courtes .
mais Sache que j ai bien failli faire ce pulsar avec des poses de 10ms .. certes ce coup ci a 10ms c etait vraiment trop court...  mais, il y a peut être des solutions pour y arriver a la fois au niveau du soft et aussi du capteur . 

 

 

[deftronide 229]

Bravo, chapeau ! Merci pour ce superbe exposé 👏🙂

[Zilgo 84]

J'adore le principe, et le résultat. Un gros bravo!

[Martin Bernier 8 593]

Tout une démarche! Et quel résultat!!!

 

Bravo

 

Martin

[Impla007 329]

Merci @Martin Bernier, @Zilgo 

 

@Zilgo merci et pour l exposé il y a tant à dire que c est difficile de l écrire . C est pour cela que j ai cette petite vidéo car si j avais du tout rédiger Ca aurait été difficile .

par contre, dans une vidéo on ne peut pas tout mettre , notamment cette image de référence faite Dans le visible par le telescope de Kitt-peak de 4m avec une caméra à comptage de photons .. 

 

https://www.noao.edu/image_gallery/html/im0565.html