2SPOT

Evolution spectrale du micro quasar SS 433

Recommended Posts

Posted (edited)

Pour faire suite aux observations de Christian sur SS433 : 

 

Voici un spectre de ce micro quasar réalisé ce matin depuis le Chili et la comparaison avec un autre spectre que j'avais réalisé en 2015.

62876f28a3ac0_SS433compareWEB.jpg.92b68a63437d058d984ebd7afa95ffcf.jpg

 

La composante "bleue" du jet était presque absente sur le spectre de 2015.

 

Edited by 2SPOT
  • Like 6

Share this post


Link to post
Share on other sites
Advertising
By registering on Astrosurf,
this type of ad will no longer be displayed.
Planetary Astronomy
Observing, imaging and studying the planets
A comprehensive book about observing, imaging, and studying planets. It has been written by seven authors, all being skillful amateur observers in their respective domains.
More information on www.planetary-astronomy.com

Question de béotien : pourquoi le pic disparaît complètement alors que je m'attendais à le voir décalé entre les deux prises de vues ? Sur les spectres de cbuil, on voit bien les composantes rouge et bleue lors des deux mesures, mais leur position est décalée d'une nuit sur l'autre.

Comme je débute en spectro, je dis peut-être une bêtise, mais j'aimerai bien comprendre.

 

Merci,

 

jf

Share this post


Link to post
Share on other sites
Posted (edited)
Il y a 18 heures, jfleouf a dit :

Question de béotien : pourquoi le pic disparaît complètement alors que je m'attendais à le voir décalé entre les deux prises de vues ? Sur les spectres de cbuil, on voit bien les composantes rouge et bleue lors des deux mesures, mais leur position est décalée d'une nuit sur l'autre.

En fait oui le pic "bleu" de H Alpha n'a pas totalement disparu en 2015 et si l'on regarde attentivement le graphe en noir, le pic "bleu" est très proche du pic alpha "normal", presque confondu. Comme il y a un mouvement de precession du trou noir la ligne de visé entre nous et le trou noir nous montre le système dans des positions qui évoluent au cours du temps. Si l'on suit cet objet régulièrement, on peut mètre en evidence et calculer ce mouvement de precession et donc sa période.

 

De temps en temp aussi le trou noir inhale un peut plus de matière et cela se traduit sur le spectre par une évolution du profil de la raie H alpha que l'on peut détecter d'heure en heure comme ce que l'on avait pu détecter en 2014 et qui a fait l'objet d'un télégramme Astro :  https://www.astronomerstelegram.org/?read=6355

 

Voici une animation qui montre en fait une vue d'artiste du system :

https://www.youtube.com/watch?v=6jqrZNoTIwU

 

Edited by 2SPOT
  • Like 2
  • Thanks 1

Share this post


Link to post
Share on other sites

 

Voici deux spectres de SS433 faits approximativement au même moment, l’un depuis Antibes avec Sol’Ex, l’autre avec un Alpy600 par l’équipe 2SPOT qui opère un RC12 en remote au Chili, celui présenté par Olivier au début du post ! Je trouve cela hyper impressionnant ces comparaisons, et c’est la première observation conjointe sur cet objet :

 

_ss433_compa.png.308ac1769207cb571d3bed9eca17f315.png

 

La cohérence est remarquable malgré une instrumentation bien différente.

 

Ci-après, un graphique rapide qui montre l’évolution sur une semaine du spectre de SS 433 depuis Antibes (un graphe par nuit, le dernier, qui date du 21 mars, est en bas) :

 

_ss433_A.png.6a3c84d17112fa01586e93a3e589d0fc.png

 

Le mauvais temps est arrivé dans le sud. C’est des ce genre de situation qu’une observation coordonnée multitude va être précieuse.

 

Et vive la spectro aussi !

 

Christian Buil

 

  • Like 5
  • Love 1

Share this post


Link to post
Share on other sites
Posted (edited)

Les conditions ne sont pas terribles au Chili cette semaine. Ca fait bizarre de voir des nuages là-bas :P

Mais j'ai pu faire un spectre hier avec notre setup 2SPOT (4x20 min)

 

En rouge : spectre du 20 mai 2022.

En bleu : spectre du 23 mai 2022.

 

En 3 jours le décalage spectral a fait un bon gigantesque d'environ 7000 km/s en redshift et 9000 km/s en blueshift.

 

Les décalages vers le rouge des raies Hb+ et Ha+ donnent une vitesse radiale de 51 000 km/s.

Le décalage vers le bleu de la raie Ha- donne une vitesse radiale de -30 000 km/s.

 

image.png.90548174b5da602c9d679bb509364f3c.png

 

 

Comme le disait Christian l'évolution des vitesses radiales est cyclique.

 

Voici un article de 1980 qui retrace la découverte de cet objet et les premières données spectrales acquises lors d'un suivi sur 2 ans.

L'article fait état d'une période de 164 jours.

https://people.ucsc.edu/~margon/scientificamerican1080-54.pdf

 

Les vitesses mesurées le 23 mai 2022 semblent être les vitesses maximales, coup de bol !  :)

Cela colle parfaitement avec la période de 164 jours.

L'article indique un pic début novembre 1978, ce qui conduit à un pic fin mai / début juin 2022.
On devrait observer ces vitesses pendant une bonne semaine encore.

 

On est dans une bonne période pour observer ce pic :

- passage au méridien en milieu de nuit au chili

- lune de moins en moins gênante.

 

The Bizarre Spectrum of SS 433, Bruce Margon, 1980 :

image.png.c7deeb23a331e9f5daf076f725775ca5.png

 

image.png.2c41cbc9b21a06e0a4a0210f14bcb471.png

 

 

lionel

Edited by lionello
  • Like 4
  • Thanks 2

Share this post


Link to post
Share on other sites

Comme vous pouvez le voir sur le graphe de B. Margon :

- la raie Ha+ va progressivement se décaler vers le bleu pour atteindre une vitesse radiale presque nulle,

- la raie Ha- va se décaler vers le rouge pour passer de -30 000 à 28 000 km/s.

 

Si j'ma pas gouré on devrait observer cet extremum fin août 2022.

Parfait pour une observation en France en début de nuit, et on sera en période de nouvelle lune.

 

Autre rendez-vous important : le moment où les courbes se croisent.

Normalement elles devraient se croiser fin juillet 2022, pile au moment où on est la spectro party à l'OHP et sans lune :).

 

A vos spectros !

 

 

 

  • Like 4

Share this post


Link to post
Share on other sites
il y a 13 minutes, symaski62 a dit :

 

Merci ! Pas mal d'info intéressantes + biblio sur la page de l'AAVSO.

 

Two systems of H, HeI, HeII emission lines are observed in the spectrum: the "stationary" system corresponding to Vr changes from 300 to 150 km/s with P = 13.1d, and the "relativistic" one, corresponding to Vr changes from +50000 to -35000 km/s with P = 165.5d.

 

Il y a donc aussi une période sur les raies stationnaires Ha, Hb... Elles présentent aussi des décalages, mais bien plus faibles, de l'ordre de ~150 ~200 km/s sur les spectres du 20 et 23 mai 2022.

 

C'est pas sûr qu'on puisse faire un suivi assez précis de leur évolution avec notre spectro (Alpy 600). Les erreurs sur les vitesses radiales mesurées sont de l'ordre de ~100 km/s liées à la résolution du spectro, à la calibration en longueur d'ondes, etc...  A voir...

 

Il faudrait un spectro de plus haute résolution, ces mesures devraient être possibles car  l'objet est assez lumineux (mag 12 / 15).

  • Like 3

Share this post


Link to post
Share on other sites

il me semble du coup que la période de 13j est associée à la rotation des 2 objets l'un autour de l'autre, et que celle de 165j  est celle de la précession du disque de matière ... .

 

c'est un bel objet en tout cas, vivement une météo un peu plus favorable !

  • Like 1

Share this post


Link to post
Share on other sites

Salut Vincent,

 

Les gros décalages observés viennent d'un jet de matière et non pas d'un disque de matière en rotation.

La publi de Margon citée plus haut explique pourquoi.

 

Une autre caractéristique sympathique de cet objet sont les effets relativistes directement observables sur le spectre.

 

Les raies Ha+ et Ha- émises par l'objet sont les 2 composantes d'un jet matière émis par le micro quasar.

L'une de ces composantes vient vers nous (Ha-) l'autre s'éloigne de nous (Ha+).

Ces vitesses varient à cause de la précession de l'axe de rotation du jet.

Jusqu'à là tout va bien.

 

Normalement la vitesse moyenne observée des 2 jets devraient être nulles (à supposer que ces 2 composantes soient alignées et de même vitesse).

Ce n'est pas le cas et cela est dû aux effets relativistes de la vitesse folle à laquelle la matière est éjectée.

 

vitesse moyenne du 20 mai 2022 ~12 000 km/s

vitesse moyenne du 23 mai 2022 ~11 000 km/s

A la louche c'est pareil aux incertitudes de mesures près.

 

La "dilation" de la longueur d'onde Ha' telle qu'on l'observe est Ha'= gamma.Ha

Ha étant la longueur d'onde dans le référentiel propre d'une particule du jet, soit 6562 A.

gamma c'est le fameux facteur de Lorentz, gamma=1/(1-v²/c²)^0.5

v étant la vitesse d'éjection du jet.

 

La vitesse moyenne de 11 000 km/s correspond à une "dilatation" Ha'-Ha de ~240 A.

(vrad= c.delta_Lambda / lambda).

 

Cala permet de remonter à une vitesse d'éjection de ~79 000 km/s... quasi pile ce que donne la littérature. :)

 

On peut lire cela directement sur le graphe de Margon (voir plus haut) : quand les courbes se croisent, c'est à dire lorsque le jet est perpendiculaire à notre axe de visée depuis la Terre, le décalage spectral n'est bizarrement pas nul mais d'environ 12 000 km/s. 

 

Les courbes devraient se croiser cet été à l'OHP :)

  • Like 2

Share this post


Link to post
Share on other sites

Il y a d'ailleurs une explication élégante  pour ces 12000 km/s dans la publication de B. Margon...

Share this post


Link to post
Share on other sites
il y a une heure, lionello a dit :

Les gros décalages observés viennent d'un jet de matière et non pas d'un disque de matière en rotation.

 

oui, mais pour pinailler l'origine de la précession des jets est bien celle du disque. Des publis plus récentes semblent également en accord avec ce qui est écrit dans la publi de Margon:

 

 image.png.3a6c8b59899608ed5f07fc7ce9f0150a.png

 

et également: https://doi.org/10.3390/universe8010013

 

 

en tout cas tu as fait de très belles mesures, et ça n'augure que du bon pour cet été !

 

vincent

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Il y a 1 heure, lionello a dit :

vitesse moyenne du 20 mai 2022 ~12 000 km/s

vitesse moyenne du 23 mai 2022 ~11 000 km/s

A la louche c'est pareil aux incertitudes de mesures près.

 

La "dilation" de la longueur d'onde Ha' telle qu'on l'observe est Ha'= gamma.Ha

Ha étant la longueur d'onde dans le référentiel propre d'une particule du jet, soit 6562 A.

gamma c'est le fameux facteur de Lorentz, gamma=1/(1-v²/c²)^0.5

v étant la vitesse d'éjection du jet.

 

La vitesse moyenne de 11 000 km/s correspond à une "dilatation" Ha'-Ha de ~240 A.

(vrad= c.delta_Lambda / lambda).

 

Cala permet de remonter à une vitesse d'éjection de ~79 000 km/s... quasi pile ce que donne la littérature

 

A noter que si le facteur de Lorentz est symmétrique pour les deux jets (bleu et rouge), le décalage en fréquence se calcule avec

 

f'=f*sqrt((1+beta)/(1-beta)) avec beta = v/c

 

ce qui n'est pas symmétrique et donne une moyenne "décalée" par rapport à la longueur d'onde au repos (6563A pour Ha).

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Posted (edited)

 

il y a 22 minutes, AlSvartr a dit :

ce qui n'est pas symmétrique et donne une moyenne "décalée" par rapport à la longueur d'onde au repos (6563A pour Ha).

 

Par facteur de Lorentz non symétrique tu veux dire que les vitesses des 2 jets ne sont pas égales ?

C'est pourtant une des hypothèses essentielles au calcul de la vitesse d'éjection.

 

Publi de Margon :

A third unknown is the velocity with which the jets are ejected; for the sake of simplicity it is convenient to assume that the two jets are ejected in opposite directions but with  he same speed. (If this assumption is wrong, there is no solution to the equations.)

 

La "dilatation" de temps (fréquence-1) ou de longueur (lambda) se superpose  aux décalages liés aux vitesses radiales.

 

Therefore the 164-day, periodically varying Doppler shift is superposed on (adds to and subtracts from) the time-dilation red shift. This interpretation nicely explains not only why 1 2,000 kilometers per second is the average velocity actually observed b.ut also why the emission lines associated with the two jets merge twice every 1 64 days at that large value rather than at zero velocity. The crossover events occur when the two jets are pointing at right angles to the line of sight. Even though at those times there is no approach or recession of the emitting gas, and thus no red shift or blue shift other than the time-dilation one, the ever present effect of time dilation gives both beams a red shift equivalent to 1 2,000 kilometers per second.

 

C'est classe quand même :)

 

Merci Vincent pour la référence plus récente.

Edited by lionello
  • Thanks 1

Share this post


Link to post
Share on other sites
il y a 6 minutes, lionello a dit :

Par facteur de Lorentz non symétrique tu veux dire que les vitesses des 2 jets ne sont pas égales ?

C'est pourtant une des hypothèses essentielles au calcul de la vitesse d'éjection.

 

Non non, les vitesses de jets peuvent être égales (disons 79000 km/s), mais le décalage en fréquence (ou longueur d'onde) n'est pas symétrique par rapport à la fréquence (ou longueur d'onde) au repos, et c'est ce qui donne ce décalage de 24 nm par rapport à Ha. En tout cas c'est comme cela que je le comprend et en refaisant le calcul je tombe sur le bon résultat.

 

 

Exemple

 

Jet1--> 79000 km/s (vitesse radiale d'éloignement)

Jet2--> -79000 km/s (vitesse radiale de rapprochement)

 

facteur de Lorentz = 1.036 pour les deux jets

 

fréquence_perçue_éloignement = 859.4 nm

fréquence_perçue_éloignement = 501 nm

 

calculée avec sqrt ((1+beta)/*(1-beta))

 

Moyenne des deux: 680 nm

--> décalage de 24 nm % à Ha.

 

Ceci étant il faut que lise l'article plus en détail.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Voici un aperçu de l'évolution du spectre entre le 20 et 26 mai 2022, toujours depuis le Chili.

 

image.png.698359c2cd766ca96f319c6122252997.png

 

 

 

Voici une animation de l'évolution de la raie Ha+, illustrant l'augmentation puis la diminution de la vitesse du jet s'éloignant de nous (vitesses évoluant entre 40 000 et 50 000 km/s). Le 25 et 26 mai, la raie Ha+ semble disparaître, mais elle est bien là, moins intense et surtout bouffée par la raie d'absorption O2 de notre atmosphère à 7603 A.

 

628f6618d0a4a_@Ha.gif.651448cfcc7af6bacc25cbd739cfb80e.gif

 

 

 

 

Animation sur la raie Ha-.

Le jet n'est pas continu mais composé de bouffées de matières éjectées ("bullets" en anglais).

On peut le deviner en regardant la forme assez complexes des raies Ha+ et Ha- . Ces raies sont constituées de plusieurs composantes présentant des vitesses d'éjection différentes.

Le 25 mai on voit bien apparaître 2 bouffées éjectées de vitesses relativement différentes.

Pas mal d'infos sur ce phénomène ici (Vermeulen, 1993) :

https://articles.adsabs.harvard.edu/pdf/1993A%26A...270..204V

 

Notez que la petite raie He I  à 5875 A ne bouge pas (raie stationnaire). En fait elle devrait osciller autour de sa position mais avec des amplitudes plus faibles, à peine mesurables avec un spectro Alpy (période de ~13 j correspondant à l'occultation du système binaire).

 

@Ha-.gif.2a4cbb7b730dc54db82ea4de43ffd4e5.gif

 

 

Evolution globale du spectre pour apprécier les évolutions d'intensité.

Le continuum évolue aussi, je pense que c'est bien réel et ce n'est pas que lié à la réponse instrumentale.

 

Optical_spectrum.gif.b66b58f246981f301727bf584f253d44.gif

 

 

 

PS : Les animations sont faites avec ISIS qui interpole les observations d'une date à l'autre. L'interpolation des données entre des dates d'observation trop éloignées ne correspond à rien de bien réel. C'est notamment la cas de l'interpolation des données entre le 20 et 23 mai 2022.

 

  • Like 2
  • Love 1
  • Thanks 2

Share this post


Link to post
Share on other sites

Superbe les animations.

Vu les émissions Ha, comment ça se fait qu'elle ne soit pas visibles au moins en parti sur le raie atmosphérique à 7600A ? Même si la raie atmosphérique absorbe on devrait voir un pic non ?

Share this post


Link to post
Share on other sites

L'intensité des jets diminuent depuis le 24/05. La quasar doit éjecter moins de matières.

La raie Ha+ est bien là mais notre atmosphère est opaque à sa longueur d'onde actuelle.

On la voit pointer sur le bord gauche de la raie d'absorption O2.

  • Thanks 2

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ca ne date pas de cette année mais je m'étais amusé à suivre cet objet en 2018 avec mon C8.

Poses de 900s ou 1200s selon les ciels.

Par contre ma caméra coupe l'accés au raies au delà des 7550A :(.

ss433_20180625_943_EBE.png

  • Like 2

Share this post


Link to post
Share on other sites
Il y a 16 heures, Alef a dit :

Par contre ma caméra coupe l'accés au raies au delà des 7550A :(.

 

Ah c'est dommage,  c'est quoi comme caméra ?

Du coup tu as manqué le pic Ha+ entre les 25 juin au 9 juillet 2018.

 

 

Il y a 16 heures, Vincent_L a dit :

image aladin,  et spectres sur 2 nuits:

 

Nos spectres ont l'air bien cohérents sur ces dates.

Le 25/05 le continuum a augmenté dans le rouge, je me demandais si cela ne venait pas de ma RI, ben a priori non :)

Tu utilises quoi comme spectro+camera ? Ton spectre coupe vers 7700 A ?

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Atik314L+ ; oui j'ai loupé les Ha rouges ! 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Il y a 5 heures, lionello a dit :

Le 25/05 le continuum a augmenté dans le rouge, je me demandais si cela ne venait pas de ma RI, ben a priori non :)

Tu utilises quoi comme spectro+camera ? Ton spectre coupe vers 7700 A ?

salut Lionel,

 

effectivement je n'ai pas précisé le set-up: alpy600 sur newton T250 à f/4, atik414,

j'ai coupé vers 7700 A, mais le spectre s'arrête peu après vers 7730 A,

 

vincent

 

 

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now