Photographie de Vénus : le complément spectroscopique

[Christophe Pellier 8 855]

Je termine sur ma petite contribution aux observations de Vénus, avec des données complémentaires obtenues grâce au Star Analyzer. Comme il s'agit d'un objet étendu (surface) la résolution spectrale obtenue sur la planète est faible, mais pour la démo ici ça convient parfaitement.

Pour commencer, voici à quoi ressemble la sensibilité relative du soir de l'observation,, à savoir la sensibilité de ma caméra (ASI290MM avec sa fenêtre de protection), multipliée par la transparence atmosphérique obtenue à la hauteur de la planète au moment de l'observation, multipliée par la transmission du réseau lui-même. Cette courbe est obtenue en divisant un spectre non corrigé de Gamma des Gémeaux par son spectre théorique (résultat lissé):

 

Le setup n'est pas exactement celui utilisé en imagerie, puisqu'ici il n'y a pas la barlow, et qu'en photo, il y a la barlow mais pas le réseau. J'ai simplement posé que les deux se comportent un peu de la même manière (soit absorbent une partie de l'UV) et qu'on pouvait négliger cette différence.

Cette courbe nous montre assez clairement, et logiquement, qu'il n'y a plus grand chose à enregistrer en-dessous de 350 nm.

Maintenant, voici un spectre de Vénus obtenu avec ce "système", sans aucune correction:

 

Ca ressemble pas mal au graphique précédent, sauf qu'on voit qu'il manque des trucs dans la partie UV/violet. C'est cette courbe qui va nous intéresser, car c'est elle que nous enregistrons "avant" que ne s'appliquent les filtres. Bien évidemment elle varie en fonction de la hauteur et il est donc possible d'avoir plus d'UV quelques degrés plus haut. C'est sur ce graphique qu'il faut appliquer la transmission des filtres utilisés. Dont je rappelle ici les courbes obtenues l'autre fois:

 

Et voilà maintenant ce qu'on obtient quand on multiplie le spectre de Vénus par la bande passante des différents filtres (je ne mets pas l'Astronomik B pour plus de clarté):

 

 

Ce graphique nous permet de visualiser grossièrement, grâce aux surfaces occupées par les différentes courbes, comment se comportent concrètement ces filtres. On y voit deux choses bien constatées sur le terrain:

1) Que la quantité de lumière obtenue dans l'UV sur Vénus est très inférieure à celle obtenue dans le violet/bleu profond. Si la caméra et l'atmosphère jouent beaucoup, le spectre propre de la planète influe également (voir plus bas)

2) On comprend comment le Baader Johnson U peut sembler délivrer une image aussi brillante que l'Astrodon UVenus en dépit d'une transmission théorique beaucoup plus faible: comme dit par ailleurs c'est donc bien grâce à son décalage spectral vers le bleu. 

Comme on pouvait le suspecter, la contribution aux images des longueurs d'onde inférieures à 350 nm est complètement négligeable, reste à savoir si on gagnerait vraiment en-dessous de 350 en enlevant la fenêtre de protection car notre propre atmosphère ne transmet pas grand chose ici.

 

Pour finaliser la compréhension, voici cette fois le spectre de Vénus corrigé de la réponse instrumentale et de la transmission atmosphérique, en comparaison avec celui d'une étoile de type solaire:

 

 

Cette comparaison relative montre que le spectre de Vénus est très proche de celui du Soleil, mais avec une nette absorption supplémentaire dans l'UV et dans le bleu. La différence relative entre les deux spectres s'annule progressivement au fur et à mesure qu'on se dirige vers le rouge. Ce qui montre également que la couleur réelle de la planète n'est pas le blanc, mais plutôt un léger jaune, ou qu'en tous cas la planète est "plus jaune que le Soleil". Cette teinte est sans doute trop peu saturée pour être perceptible en visuel, mais elle ressort bien des images numériques traitées en vraies couleurs. Ce que montre également le spectre dit de réflectance, que l'on obtient en divisant le spectre de Vénus par celui d'une étoile solaire observée à même hauteur, ce qui permet de ne retenir que les seules propriétés de l'atmosphère vénusienne:

Modifié 26 avril 2020 par Christophe Pellier

[christian viladrich 7 672]

Très intéressant Christophe. Merci !

Dans la dernière figure, le spectre de Vénus est la courbe bleu ou rouge ?

[Christophe Pellier 8 855]

Merci Christian,

il y a 4 minutes, christian viladrich a dit :

Dans la dernière figure, le spectre de Vénus est la courbe bleu ou rouge ?

La rouge. J'ai fait une petite modif

Modifié 26 avril 2020 par Christophe Pellier

[christian viladrich 7 672]

On voit bien l'excès de jaune/rouge sur le ratio des spectres.

[OlivierG 782]

C'est très intéressant Christophe comme étude, je me pose juste la question de l'influence de la transmission optique du hublot du capteur de l'ASI 290 MM. La plupart des hublots "standards " de caméra ont tendance à limiter, voir couper le flux dans le proche UV.

Cela commence à se faire sentir dés 400nm, voir par exemple les mesures qui ont été faire par Christian Buil pour l'utilisation d'un spectro jusqu'à 3200 Å.

http://www.spectro-aras.com/forum/viewtopic.php?f=8&t=2193&hilit=hublot

 

Il faudrait pouvoir changer le hublot standard par un en silice non traitée anti-reflet.

Modifié 26 avril 2020 par OlivierG

[christian viladrich 7 672]

Olivier, pour info ZWO prévoit de fournir des hublots transparents aux UV. Le problème n'est pas le substrat, mais le traitement anti-reflet. C'est lui qui absorbe les UV.

A suivre...

Modifié 26 avril 2020 par christian viladrich

[OlivierG 782]

il y a 2 minutes, christian viladrich a dit :

Olivier, pour info ZWO prévoit de fournir des hublots transparents aux UV. A suivre...

C'est intéressant Christian, on a également la possibilité d'en commander chez Thorlab il me semble. Après faut démonter le hublot et donc régénérer le dessicant de la caméra.

[Christophe Pellier 8 855]

il y a 50 minutes, christian viladrich a dit :

On voit bien l'excès de jaune/rouge sur le ratio des spectres.

Je dirais plus un déficit de bleu

Merci Olivier,

il y a 44 minutes, OlivierG a dit :

C'est très intéressant Christophe comme étude, je me pose juste la question de l'influence de la transmission optique du hublot du capteur de l'ASI 290 MM. La plupart des hublots "standards " de caméra ont tendance à limiter, voir couper le flux dans le proche UV.

Cela commence à se faire sentir dés 400nm, voir par exemple les mesures qui ont été faire par Christian Buil pour l'utilisation d'un spectro jusqu'à 3200 Å.

http://www.spectro-aras.com/forum/viewtopic.php?f=8&t=2193&hilit=hublot

 

Il faudrait pouvoir changer le hublot standard par un en silice non traitée anti-reflet.

Oui j'ai en tête les travaux de Christian B  comme le Christian V il y aura peut-être une fenêtre constructeur adéquate à l'avenir, mais là je me tâte pour l'enlever carrément. Ca me demanderait de refaire le calcul de mes coefficients photométriques pour la troisième fois 

[exaxe17 5 749]

Excellent travail ! C'est le résultat d'une seule soirée ? Ou tu fais une moyenne sur plusieurs jours? Peut-être que cela n'a pas d'importance ?    

Stéphane

[Pascal C03 4 058]

Oui, chouette travail !

Star analyser, le premier pas en spectro...

Superbe

[Christophe Pellier 8 855]

Il y a 2 heures, exaxe17 a dit :

C'est le résultat d'une seule soirée ? Ou tu fais une moyenne sur plusieurs jours? Peut-être que cela n'a pas d'importance ? 

Merci Stéphane, c'est le travail d'une seule soirée, en spectroscopie il vaut mieux éviter d'observer à de grands laps de temps de distance, en raison des variations de transparence de l'atmosphère. Bien que cela soit envisageable pour certaines applications, mais c'est clairement pas la règle.

il y a 37 minutes, Pascal C03 a dit :

Star analyser, le premier pas en spectro...

Oui et plus, c'est un vrai réseau tout à fait performant dans sa gamme.