Champ magnétique le 29 juin

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Voici une chose qui n'est pas encore très courante (!) chez les amateurs, une image du champ magnétique à la surface du Soleil  :

 

 

A gauche, une image du champ magnétique le 29 juin issue du satellite SDO, à droite, l'image Sol'Ex. Les intensités en blanc ou en noir précisent la valeur du champ magnétique (suivant la polarité du champ, positive ou négative, comme dans un aimant). Bien sur l'image Sol'Ex est moins contestée, mais il n'y a pas d'ambiguïté sur les détails. Notez que l'image Sol'Ex est plus résolue que les images du réseau NISP d'instruments pro. répartie à la surface de la Terre, ce qui m"a conduit à utiliser l'image HMI pour la comparaison).

 

Le champ magnétique est mesuré à partir de l'effet Zeeman qu'il provoque sur les raies spectrales. Ici j'ai utilisée une raie du fer à 6302 A. Cette mesure conduit à deux images du champ magnétique correspondant à des polarisés nord et sud. Les images précédentes correspondent à la différence de ces deux clichés de base, que voici :

 

 

Vous pouvez voir que la corrélation avec l'image HMI est très bonne. Enfin, voici le contexte global, toujours des images Sol'Ex, en lumière blanche, en Ha et donc le champ magnétique :

 

 

Il y a encore du travail pour améliorer ces images du champ magnétique, mais j'ai déjà un peu progressé, et surtout c'est accessible à tout le monde, même si Sol'Ex est un peu à la limite (mais ça marche !). C'est aussi une manip de physique et d'observation astronomique spectaculaire à réaliser et pas encore trop commune comme j'ai dit au début.

 

Christian Buil

 

Modifié 29 juin 2021 par cbuil

[cg16ang 235]

Bonjour Christian,

 

Magnifique résultat !!!! 😊

Cette manip fait partie de celles que je veux faire un jour avec le Sol’Ex 😉

J’ai commandé le filtre polarisant Baader, il faut que je commande la lame 1/4 d’onde.

D’ailleurs peux-tu me donner la référence exacte chez Edmund Optics pour ne pas me tromper ???

 

Amicalement.

 

Christophe Gervier.
 

[artemis 2 946]

Arf Christian, je me doutais que ce joli groupe de taches allait te motiver (s'il en était besoin ) !!

 

Le résultat est excellent avec une très belle corrélation avec les images du satellite SDO, il te faut donc chercher des références très "hautes" pour la comparaison avec Sol'Ex !!

Avec l'hélium c'est également une manip que j'ai dans mes projets, et pourquoi pas la couronne si un jour le ciel est très pur en touraine...

 

Une question : je vais commander la lame quart d'onde, mais pour le filtre polarisant, celui fournit avec l'hélioscope TS peut-il convenir ? l'as tu testé également ?

 

Xavier

[cg16ang 235]

Dans les manips que je veux faire, il y a :

- détecter et mesurer l’effet Zeeman sur une grosse tache solaire,

- réaliser un magnétogramme comme ceux de Christian,

- tenter la manip sur la couronne solaire,

- faire une série de spectrohéliogrammes sur toutes les raies de l’hydrogène (Ha, Hb, Hdelta, Hgamma...), par curiosité surtout.

- et valider l’Hélium (que j’ai réussi à faire une fois) et les techniques des dopplergrammes.

- et lorgner par la suite du côté de StarEx...

Et je suis sûr que Christian va nous en trouver d’autres 😉

[cbuil 3 487]

Attention Christophe, Xavier et les autres, il faut être prudent sur la référence des composants. Par exemple une lame quart d'onde qui fonctionne à l'ordre zéro ne marche pas du tout, et est extrêmement chère. 

 

Il faut aller au plus simple et très efficace : un retardateur polymère quart d'onde Edmund WP140HE qui ne coute que 15 euros pour une feuille de 50 mm de coté. Voici ici : https://www.edmundoptics.fr/f/polymer-retarder-film/14827/ ref.#14-723. Je n'ai pas utilisé ce modèle (ils ont changé toutes les références, mais ca devrait aller parfaitement et c'est d'un usage simple - faut quant même trouver les axes rapide et lent, mais on pourra en causer). Si vous êtes riches, achetez aussi une lame demi-onde du même type, qui peut être pratique pour les réglages.

 

Pour le polariseur linéaire chez Edmund : https://www.edmundoptics.fr/f/visible-linear-polarizing-laminated-film/12249/ #43-781, là encore un truc à découper par feuille de 50 mm x 50 mm. La transmission  est de 40% en utilisation seul, ce qui est correct pour un très petit prix.

 

Le filtre polarisant vendu avec l'héliotrope TS est peut être utilisable. Si j'ai bonne mémoire c'est un montage de deux filtres qui tournent l'un par rapport à l'autre - à moins que ce soit ce qui est fourni avec le Hercule, zut je ne sais plus !? Si c'est ca que vous avez un polariseur linéiare, c'est utilisable mais avec deux inconvéniants : il faut orienter les deux composants pour avoir la transmission maximale (axes //) et la transmission globale est abaissé par rapport à un filtre unique.

 

Si le filtre qui est fourni avec l'hélioscope est indiqué "polarisant circulaire", il n'est pas du tout utilisable pour une manip Zeeman comme celle que j'ai faite.

 

Enfin, rappelez-vous bien que la manip ne marche pas si dans le chemin optique il y a un hélioscope (il casse la polarisation du Soleil, d'où la nécessité de mettre un filtre atténuateur devant l'objectif de la lunette pour filtrer le flux solaire - dans mon cas un Baader ND1.8). Je vais faire un test de tenu d'un film polymère au foyer, mais j'ai un gros doute !!!

 

Christian Buil

 

[teko38 1 174]

Bonjour

Pour info le filtre polarisant TS est un circulaire

Cdt Daniel

[cbuil 3 487]

Merci Xavier et Christophe pour vos questions qui m'ont poussé à réaliser une manip qui se révèle tout à fait déterminante.

 

J’ai eu la puce à l’oreille en lisant la plage de fonctionnement de la pellicule quart d’onde sur le site Edmond Optics, dont j’ai donné la référence précédemment. Il est précisé que cet élément, qui un film en acétate, peut fonctionner jusqu’à 120°C. Fichtre, cette chose est très résistante !. Et comme en plus elle n’absorbe que très peu l’énergie, car très transparente (au moins dans le visible), elle a peu de change de montée fortement en température.

 

Je viens de faire le test suivant : directement au foyer d’une lunette FS60 (ca chauffe à cet endroit !), dans l’ordre un filtre de réjection IR/UV Baader, puis derrière, la pellicule quart d’onde. Et effectivement, au bout d’une heure en plein soleil, rien n’a bougé. Pas la moindre trace de détérioration sur l’un et sur l’autre, pas la moindre élévation de température perceptible : toute l’énergie traverse ou est réfléchie.

 

Ca ne paraît pas, mais c’est une sacrée bonne nouvelle ! Et même une grande avancée, car ce constat permet de réaliser un polarimètre élégant et très facilement avec Sol’Ex. Sachez que pour faire un polarimètre capable de mesurer la polarisation dans les raies il faut utiliser dans l'ordre une lame quart d'onde et un filtre polarisant. Vous pouvez voir à ce propos l'atelier Sol'Ex numéro 3 qui c'est déroulé pas plus tard que ce WE, avec la vidéo ici (vous allez avoir les toutes dernières actualités Sol'Ex !) :

 

 

 Dans les faits, voici grâce a ces tests ce que l’on dispose dans la sens de la lumière :

 

(1) un filtre de réjection IR/UV classique et très courant au format 31,75 mm que l’on visse sur le coulant de l’hélioscope (ou équivalent en 2 pouces)

 

(2) à l’arrière du filtre de réjection, coincé dans la monture du filtre de réjection (la lame quart d’onde découpée au ciseau, une pellicule en acétate)

 

(3) l’hélioscope qui fait office de filtre polarisant rectiligne (réflexion vitreuse) plus ou moins parfait (voir point 4)

(4) si vous utilisez un hélioscope TS, Lunt ou Hercule, celui-ci polarise la lumière, mais pas totalement, car l’incidence sur la lame ce fait à 45°, ce qui n’est pas optimal. Du coup, il faut améliorer le taux de polarisation avec un filtre polarisant supplémentaire. Le filtre dit « circulaire » qui est fourni avec la TS convient, mais un vrai filtre polarisant rectiligne sera mieux, car il donnera un ensemble environ 40% fois plus lumineux. Si vous utilisez un hélioscope LACERTA, aucun filtre n’est nécessaire, car celui travaille à l’angle de Brewster et fait office de polariseur parfait (c’est un peu pour faire ces manips que je l’ai acheté au passage).  Ce filtre, lorsqu’il est nécessaire, est monté sur le coulant 31,75 mm de Sol’Ex.

 

L’intérêt est que l’on peut mesurer la polarisation avec un hélioscope et donc sans utiliser un filtre pleine pupille. C’est plus lumineux si le filtre est un ND1.8. C’est aussi élégant, car on se sert à la fois de l’hélioscope comme un atténuateur, mais aussi comme un filtre essentiel dans la manip. La solution est particulièrement pure avec un Lacerta.

 

Voici l’aspect de la raie Fe 6302 A (au centre) lorsqu’on passe sur la tache AR12835 actuellement visible et suivant l’angle donné à la lame 1/4 d’onde :

 

 

 

La déformation est provoquée par l’effet Zeeman et elle est directement proportionnelle au champ magnétique longitudinal.

 

Christian