Photométrie en flux : 7 bandes sur un seul spectre !

[Christophe Pellier 8 854]

Salut,

J'avais présenté il y a longtemps une méthode perso pour dériver des magnitudes à partir de spectres non corrigés, inspirés de la méthode décrite par C Buil mais sans aller jusqu'au bout, parce que je n'effectuais pas la correction en flux. J'ai continué à peaufiner cette méthode ad hoc ces dernières années avec des résultats corrects (parfois même bons). Le mois dernier, je me suis équipé d'un newton 200 F/5 sur monture équatoriale histoire de faire fonctionner sans entraves mon Alpy600, et avec une bonne nuit j'ai cherché à commencer la calibration de ce nouvel instrument - en restant sur le Star Analyzer pour le moment. J'ai pu observer quatre standards de A à K (Lam UMa, 10 UMa, Bet LMi, Psi UMa) et trois étoiles variables (ou supposées telles: mu UMa, la géante rouge Tania Australis, La Superba, une étoile carbonnée, et RS CNc, pareil).

Les résultats obtenus en comparant aux références (AAVSO et autres), sans être mauvais n'étaient pas à la hauteur de mes espérances. Dans mes fichiers de calculs, je dispose d'un onglet de test de la démarche en flux, et là, j'ai eu la surprise de constater que les résultats semblaient bien meilleurs... j'ai donc cherché à dérouler la méthode complète y compris en calculant les coefficients de couleur (voir la page) et je suis parvenu à des résultats plutôt bons, sans atteindre toutefois la précision atteinte avec l'Alpy sur la page de Christian. Il faudra que j'observe des étoiles Landolt avec l'Alpy et la fente spectro que je possède, la prochaine fois.

J'utilise ce type de courbe de réponse ; celle-ci est construite à partir des spectres théoriques de Lam UMa (partie bleue) et Psi UMa (partie rouge). Je n'ai pas le spectre réel de ces étoiles. J'ai supposé qu'en prenant des étoiles "normales" et proches de la Terre (non rougies), les spectres Pickles devaient donner une estimation juste. La partie ondulante en IR me permet de corriger la réponse de la caméra en l'absence de vrai flat.

Sur Tania Australis:

L'étoile est une variable suspectée de mV = 3,05. Suivent B 4,64, R 2,15/2,2 et I 1,28 (les valeurs en R et I ne sont pas disponibles dans les catalogues ; je calcule R avec une formule et I avec un index du catalogue Hipparcos)

Je trouve V 3,02, B 4,57, R 2,12 et I 1,20. Si on part du principe que l'étoile est légèrement variable et au moment de l'observation un peu plus brillante que sa moyenne (dans le catalogue NSV elle est indiquée comme allant de 2,9 à 3,3), les valeurs sont plutôt correctes (B un peu trop brillante cependant).

Ce qui donne avec le graphique:

 

Comme l'Alpy600 ne me permettra pas d'obtenir toute la bande I (fin à 8600), j'ai eu l'idée de tester la bande Sloan i', qui se termine justement là. Du coup j'ai décidé de mesurer aussi g' et r'. C'est le côté fun de la photométrie synthétique : c'est presque comme si on avait l'étoile chez soi, en laboratoire ! On peut utiliser n'importe quel filtre, revenir sur des anciennes données, modifier à la main la bande passante si besoin...

Des références pour toutes ces étoiles peuvent être trouvées dans un catalogue d'Anthony Mallama (Sloan magnitudes for the brightest stars). 

Pour Tania Australis, les références sont g' 3,83 r' 2,45 i' 1,81 

Je trouve g' 3,87 r' 2,42 i' 1,75, donc vraiment proche. r' et i' sont en cohérence avec une étoile légèrement plus brillante que sa moyenne, toutefois, g' est dans ce cas en non concordance (moins brillante) en dépit de l'écart faible (surtout, il ne me semble pas possible d'avoir B au-dessus et g' en-dessous, ou l'inverse !).

 

C'est plutôt rassurant pour la suite, non seulement pour suivre quelques étoiles variables simples, mais aussi pour mes travaux de photométrie planétaire. J'ai hâte de revoir Jupiter...

Ci-dessous des résultats pour La Superba, un spectre magnifique à voir, et des valeurs à quelques centièmes seulement du track AAVSO pour B,V,R (pas de valeurs pour les autres bandes)

 

 

 

Christophe

 

 

 

Modifié 4 mai 2021 par Christophe Pellier

[PMM76 73]

Bonjour Mr PELLIER

Fantastique démarche. Merci de partager !

 

cdt

[Christophe Pellier 8 854]

Merci PMM  

Merci Peter  

Modifié 5 mai 2021 par Christophe Pellier

[OlivierG 782]

Bonjour Christophe,

J'ai quelques interrogations au niveau de la calibration des spectres :

- Avec quel capteur as tu réalisé ces mesures car tu va en gros de 3800 Å à plus de 9000 Å

- si c'est pris en une seule passe, as tu tenu compte du filtrage de l'ordre 2 qui va devenir gênant à partir de 760nm ou tu vas commencer à voir l'ordre 2 à des longueurs d'ondes à 380nm.

- Pour la RI, j'ai pas trop compris comment tu procédais ? Est ce que tu fait une étoile de référence à la même hauteur que la cible ?

 

Merci d'avance pour ces précisions.

[Christophe Pellier 8 854]

Bonjour Olivier,

Il y a 13 heures, OlivierG a dit :

- Avec quel capteur as tu réalisé ces mesures car tu va en gros de 3800 Å à plus de 9000 Å

Avec l'IMX290MM, mais n'oublies pas que c'est toujours pris avec le SA100, donc ce n'est pas surprenant. Non seulement il y a toujours l'ordre zéro mais avec les étoiles les plus rouges je parviens à la fin du détecteur autour de 11000 A.

Il y a 13 heures, OlivierG a dit :

- si c'est pris en une seule passe, as tu tenu compte du filtrage de l'ordre 2 qui va devenir gênant à partir de 760nm ou tu vas commencer à voir l'ordre 2 à des longueurs d'ondes à 380nm.

Oui, c'est pris en deux passes  avec un filtre d'ordre 685 nm proche IR. Les deux spectres sont assemblés autour de 7200/7300 là où le filtre atteint sa plus grande transmission. J'ajoute qu'il y a aussi le prisme 3,8°, qui améliore grandement la qualité spectrale, ça fait de vrais petits spectres basse réso !

Il y a 13 heures, OlivierG a dit :

- Pour la RI, j'ai pas trop compris comment tu procédais ? Est ce que tu fait une étoile de référence à la même hauteur que la cible ?

Oui, car jusqu'à présent je ne maîtrise pas le différentiel de masse d'air. Dans ce cas précis, toutes les cibles ont été observées à plus de 80° de hauteur à une masse d'air de 1, donc pas trop de souci à ce niveau là pour une précision moyenne de quelques centièmes de magnitude. La prochaine fois j'ai l'intention de calculer la transmission atmosphérique comme expliqué dans le point 4) de la page de Christian.