Détection de Io dans l'ombre de Jupiter ?

[jfleouf 3 394]

Salut les amis,

 

Fin Septembre, on était plusieurs à être motivés pour tenter une belle manip : détecter le signal infrarouge émis par la chaleur des volcans de Io. Pour rappel : 

 

Le principe est simple : faire des images dans l'infrarouge de Jupiter/Io pendant que Io est dans l'ombre de Jupiter. Le problème c'est que les caméras amateurs ont tendance à ne pas être sensible dans l'infrarouge. Du moins, pas dans la gamme > 1 micron, là où le gros du signal doit se trouver. Mais avec un peu de chance, une bonne éruption = une bonne dose de chaleur --> on pourrait avoir du signal. Plusieurs ont essayé, mais sans succès (si j'ai loupé une manip positive, merci de me corriger).

 

Encouragé par la très belle manip de spectro de @apricot (cf: 

) et vu que j'avais une configuration favorable (Io sortant de l'ombre juste après le passage au méridien et en début de nuit) + un beau ciel dégagé ce samedi soir, j'ai voulu tenter la manip (sans trop y croire).

 

Premières images avec la 224mc + filtre IR pass (ZWO 1.25" 850nm IR Pass Filter # IR850NM1) sur le C11 à F/10. Rien de visible à l'écran. Je passe à la Atik 414ex (avec le même filtre). Toujours rien de visible, mais je lance tout de même une série de pauses de 15 secondes. Au bout de quelques minutes, Io sort de l'ombre et apparaît clairement sur l'écran.

 

Quelques instants plus tard, bien au chaud dans la maison, j'inspecte les images et aperçoit en forçant sur les niveaux/ondelettes un petit point tout faible à la position de Io. D'après Winjupos, Io devait commencer à sortir de l'ombre à 00h20m20s (2021-11-14). Sur mes images, Io apparaît une minute en avance...

 

 

J'ai poussé les ondelettes dans Astrosurface pour générer les images de cette animation. C'est pourquoi les pixels chauds apparaissent comme des étoiles, mais on peut les distinguer car ils ne bougent pas (le suivit de ma monture a des petits soucis, comme vous pouvez le constater).

 

L'heure indiquée et celle du début de la pause. La première image a donc enregistré les photons entre 00:18:47 et 00:19:02

 

La détection de Io est claire. Mais là où j'ai un doute c'est : était-il réellement entièrement dans l'ombre ? Est-il possible que quelques rayons de lumière traversent la haute atmosphère de Jupiter et viennent faiblement éclairer Io avant son heure officielle de sortie de l'ombre ?

 

J'aurais aimé détecter Io un peu plus tôt, mais sur les images qui précèdent, je n'ai pas de signal clair. Voici l'image prise à 00:18:12

 

 

 

Le problème c'est que la sortie de l'ombre coïncide aussi avec la sortie du halo de lumière de Jupiter sur le capteur. Pou illustrer, voici l'image de 00:19:22 avec un traitement par ondelettes plus modéré :

 

 

Ce qui me donne de l'espoir aussi c'est que le signal n'est pas plus fort sur l'image de 00:19:05 par rapport à l'image de 00:18:47. Si il s'agissait d'un lever de soleil précoce, je suppose que le signal devrait augmenter très rapidement, et donc me donner un Io plus visible sur la deuxième image, ce qui n'est pas le cas ...

 

Conclusion : il va falloir que je me bricole un mini "coronographe" pour masquer Jupiter et tenter de détecter Io plus près de la planète. Si je pouvais régler mes problèmes de suivit sur cette maudite CGX, ça serait aussi pas mal.

 

jf

 

 

[Christophe BF 173]

Belle tentative, et les explications sont intéressantes à lire. 

[ClaudeS 3 565]

J'ai eu fait cette manip pour faire le calcul de la vitesse de la lumière par la méthode de Römer, et j'ai constaté que l'apparition de Io n'est pas instantanée. Je me suis simplement dit que le satellite devait mettre un certain temps pour être éclairé complètement. je n'ai pas cherché plus loin. Je ne sais plus si c'était lors d'une disparition par contre. je ne dois plus avoir les vidéos faites avec le Maksutov 200mm. J'avais estimé que le temps donné par les ephémérides correspondait à 50% d'éclairement, à la louche. Il se passait bien une trentaine de seconde pour le phénomène, au moins. j'ai eu beaucoup de mal à me décider sur une valeur du temps. En visuel, avec une lunette de 100mm, c'était beaucoup plus simple. J'ai fait cela fin des années 90 avec le refracteur. J'ai d'ailleurs trouvé pour la vitesse de la lumière 240 000 km/s lol. Mon président de club à Lille s'était un peu moqué de moi à l'époque.....paix à son ame.

https://fr.wikipedia.org/wiki/D%C3%A9termination_de_la_vitesse_de_la_lumi%C3%A8re_par_Ole_R%C3%B8mer

ClaudeS

Ajout: C'est une excellente manip. Avec une détection de Io complètement dans l'ombre tu lèveras le doute sur la détection de l'activité volcanique.

Modifié 14 novembre 2021 par Anton et Mila

[ALAING 58 909]

Intéressante manip JF, bravo

Bon dimanche,

AG

[MARCOPOLE 7 142]

très belle manip JF

même quand ce n'est pas réussi à 100%, c'est riche d'enseignement

encore bravo

[ValereL 15 402]

Salut JF,

Je suis dubitatif là dessus.

Comme le soleil, la densité dans la limite haute de l'atmosphère est proche du vide, avec une densité augmentant progressivement.

Il est donc raisonnable de penser que l'atmosphère laisse passer la lumière sur une épaisseur d'au moins 500km ?

Il semble que l'atmosphère se liquéfie ensuite progressivement. Mais à quelle profondeur l'atmosphère devient totalement opaque ? 1000km, plus ?

Donc je pense plutôt que tu vois l'emersion progressive de Io derrière l'atmosphère de Jupiter, si tu avais détecté une trace dans l'Infra rouge indépendante de ça, à fortiori tu l'aurais déjà détecté bien avant...

Désolé de jouer le vilain canard, possible que je me gourre. 

[jfleouf 3 394]

Il y a 7 heures, Anton et Mila a dit :

J'ai eu fait cette manip pour faire le calcul de la vitesse de la lumière par la méthode de Römer, et j'ai constaté que l'apparition de Io n'est pas instantanée. Je me suis simplement dit que le satellite devait mettre un certain temps pour être éclairé complètement. je n'ai pas cherché plus loin. Je ne sais plus si c'était lors d'une disparition par contre. je ne dois plus avoir les vidéos faites avec le Maksutov 200mm. J'avais estimé que le temps donné par les ephémérides correspondait à 50% d'éclairement, à la louche. Il se passait bien une trentaine de seconde pour le phénomène, au moins. j'ai eu beaucoup de mal à me décider sur une valeur du temps.

 

@Anton et Mila, oui, comme Io n'est pas ponctuel (haha, quel jeu de mot !), il se présente sous la forme d'un disque d'environ 1 seconde d'arc, il se passe un peu plus de 3 minutes entre le moment où on a un petit morceau de Io dans la lumière et le moment où Io est entièrement éclairé. L'heure que j'indique dans mon message (00h20m20s) correspond au moment où un tout petit bout de Io commence tout juste à sortir de l'ombre (d’après Winjupos). La première image sur laquelle je détecte Io est une grosse minute avant ça.

 

Il y a 2 heures, ValereL a dit :

Je suis dubitatif là dessus.

Comme le soleil, la densité dans la limite haute de l'atmosphère est proche du vide, avec une densité augmentant progressivement.

Il est donc raisonnable de penser que l'atmosphère laisse passer la lumière sur une épaisseur d'au moins 500km ?

Il semble que l'atmosphère se liquéfie ensuite progressivement. Mais à quelle profondeur l'atmosphère devient totalement opaque ? 1000km, plus ?

Donc je pense plutôt que tu vois l'emersion progressive de Io derrière l'atmosphère de Jupiter, si tu avais détecté une trace dans l'Infra rouge indépendante de ça, à fortiori tu l'aurais déjà détecté bien avant...

Désolé de jouer le vilain canard, possible que je me gourre. 

 

C'est bien ce que le vilain canard qui vit dans ma tête soupçonne aussi. Je suis "cautiously optimistic" comme on dit par ici...

 

Faudrait voir ce qu'en pensent les pros des planètes comme @Christophe Pellier. Un ami c'est amusé à faire le calcul pour estimer de combien la sortie de l'ombre se décale en fonction de l'épaisseur  de la couche d'atmosphère "transparente". Sa conclusion : 1500 * (L/r)^2 secondes (avec L l'épaisseur  de la couche d'atmosphère "transparente" et r le rayon de Jupiter. Si cette formule est juste, une couche transparente de 2,000 km n'avancerait la sortie de l'ombre que de 1.15 secondes.

 

Une manip qui pourrait peut-être aider à trancher c'est de faire la même chose avec Europe et voir si la sortie de l'ombre est aussi en avance. Seul bémol : comme Europe est plus loin de Jupiter, l'effet serait probablement d'une autre amplitude.

 

Clairement, il faut que je bricole un petit truc comme certains font pour détecter Phobos & Deimos. Si Io est là, le point crucial sera de bloquer la lumière éblouissante de Jupiter. Un filtre qui coupe plus haut et une camera plus sensible dans l'IR ne serait pas du luxe non plus.

 

jf

[6fab 995]

C’est chouette d’être plusieurs à avoir tenté le coup !

Je ne sais pas si tu l’as eu mais si les autres films ne montrent rien quand Io était plus loin de l’émergence, je crois que l’on fait partie du même club : ceux qui ont essayé mais sans succès ;-) !

Comme les Shadocks, à force de rater on finira par réussir ;-) ! (2 fois raté pour moi, caramba !)

Concernant le temps de pose, tu es monté à 15s ? Ou c’était la durée des films ? Je trouve que c’est énorme, à 550ms j’avais Jupiter qui commençait à englober Europe !

J’ai eu aussi l’impression que Io sortait en avance, l’émergence dure assez longtemps je pense.

Un extrait du film de la sortie que j’avais fait un soir de ces tests, c’est accéléré au moins 10x je crois :

Je ne sais pas où en est l’éruption de Loki ou des autres volcans mais peut-être qu’ils sont trop froids maintenant, j’ai cru comprendre que l’écoulement de lave dans la caldera se solidifiait, se refroidissait assez vite, il faudra retenter lors d’un prochain pic d’éruption.

Par ailleurs il y a le problème de la limite de détection d’un objet qui ne fait que 200km de diamètre, quel flux de photons thermiques arrivent jusqu’à nous ? On doit manquer de diamètre…

Ça me fait penser, j’ai eu ouïe dire qu’un saltimbanque avait accès à un gros télescope en remote… @Superfulgur si tu nous entends 😉…

Bon, apparemment il travaille avec une caméra bizarre où il y a encore des boutons dessus pour les doigts 😳, alors je sais pas si ça prend du thermique ça ?

Bon ciel !

Fabien

[jfleouf 3 394]

Il y a 2 heures, 6fab a dit :

Concernant le temps de pose, tu es monté à 15s ? Ou c’était la durée des films ? Je trouve que c’est énorme, à 550ms j’avais Jupiter qui commençait à englober Europe !

 

C'est bien 15 secondes par image.  C'est pris avec une Atik 414ex, pas franchement la caméra faite pour du film en continu (elle met 2 ou 3 secondes pour transférer chaque image). Par contre elle est hyper sensible et très propre (bon, samedi soir j'étais un peu à la masse et j'ai oublié de mettre en marche le refroidissement, ce qui explique les points chauds).

 

Il y a 5 heures, 6fab a dit :

J’ai eu aussi l’impression que Io sortait en avance, l’émergence dure assez longtemps je pense.

 

Oui, ça prend environ 4 minutes entre le début et la fin de l'émergence.

 

L'image sur laquelle Io commence à devenir brillant (00:19:56 à 00:20:11) correspond au moment où une infime partie de Io est éclairée d'après Winjupos :

 

(capture d'écran WInjupos pour 00:20:11)

 

Et même pour la suivante (00:20:13 à 00:20:38) il n'y a encore qu'un petit bout de Io dans le soleil:

 

(capture d'écran de Winjupos pour 00:20:38)

 

Vu que la montée en luminosité sur mes images correspond exactement aux prédictions de Winjupos, et vu que la luminosité de Io ne semble pas changer de manière significative sur les 2 premières images (00:18:47 , 00:19:05), je pense vraiment que Io est bien dans l'ombre sur les deux ou trois premières images de ma série.

 

 

Il y a 3 heures, 6fab a dit :

Par ailleurs il y a le problème de la limite de détection d’un objet qui ne fait que 200km de diamètre, quel flux de photons thermiques arrivent jusqu’à nous ? On doit manquer de diamètre…

 

Du diamètre, c'est sur, mais ce qu'il nous faudrait surtout c'est une caméra sensible au delà de 1 micron (avec le filtre et l'atmosphère qui vont bien).

 

Ceci dit, je suis allé voir sur Aladin les étoiles dans le champ. Il y a une étoile faiblarde juste au dessus de Europe (coordonnées: 21h43m32.57s / -14:48'12.7"). D'après Gaia, sa magnitude dans le rouge et de 13.06. On ne va pas faire de la photométrie de précision sur ces images passées à la moulinette des ondelettes, mais à vu de nez c'est la magnitude de Io sur les deux premières images.

 

Autre possibilité : si il y a réellement un panache dilué autour de Io, est-ce que ça ne pourrait pas être ça que l'on voit avant que Io ne sorte de l'ombre ?

 

Il y a 5 heures, 6fab a dit :

Je ne sais pas si tu l’as eu mais si les autres films ne montrent rien quand Io était plus loin de l’émergence, je crois que l’on fait partie du même club : ceux qui ont essayé mais sans succès ;-) !

Comme les Shadocks, à force de rater on finira par réussir ;-) ! (2 fois raté pour moi, caramba !)

 

Je vais fonder mon propre club : ceux qui ont peut être réussi, mais aussi peut être pas. Bon, mon télescope ne fonctionne pas au Cosmogol 999 ceci dit ...

 

jf