Guillaume BERTRAND

Observation spectrographique de Jupiter

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Bonjour à tous.tes,
Je vous présente ici une manip' classique en spectro. Tout à fait accessible au spectro Star'Ex associé à une petite lunette (= haute résolution spectrale).

Une façon simple d’observer l’effet Doppler-Fizeau - décalage des raies spectrales en fonction de la vitesse radiale - est de faire un spectre de Jupiter. En effet la rotation de la planète induit une déformation / inclinaison des raies spectrales. Celles-ci se retrouvent décalées vers le bleu pour le bord de la planète se rapprochant de nous et décalées vers le rouge pour le bord de la planète s’éloignant de nous. A contrario les raies dites “telluriques” venant de notre propre atmosphère (ici la vapeur d'eau H2O) ne sont pas du tout déformées.

 

La résolution spectrale du spectrographe Star’Ex (>25000 avec mon setup) permet de facilement mesurer l’inclinaison des raies et d’en déduire la vitesse de rotation de la planète à l’équateur. A partir de cette vitesse et de la période de rotation de Jupiter (P=9,84h) nous pouvons aussi calculer son diamètre.

 

Après mesures et calculs (cf détails ici) j'obtiens :

  • Une vitesse radiale de 11.42 ±1.42 km/s
  • Un diamètre de 139 502 ± 17437 km

 

Ce résultat est très proche de la valeur acceptée D jupi = 139820 km.


jupiter-starex.thumb.jpg.5bbe0c5858902fd9c3f3acf2841d0838.jpg

 

Voici un exemple de spectre 2D brut à partir duquel nous mesurons le décalage en pixel entre les deux bords de Jupiter.
Le plus difficile lors de la phase d'acquisition est de bien positionner la fente du spectrographe sur l'équateur de Jupiter.
Ici une pose de quelques secondes avec une lunette SkyWatcher 72mm associée au spectrographe Star’Ex (80x125, réseau 2400 traits/mm + fente de 10 microns) + ASI183MM Pro.

 

6319f10760758_Capturedecran2022-09-07a21_41_24.png.64aca94a33ff1c4d22ddc3d57cb5fc79.png

 

Spectre dans le rouge autour de la région H-alpha à 656.28 nm;

_jupi_20220823_944_plot.thumb.png.c7f5747f25a848ca9396b3c8e0eebb76.png

 

Spectre dans le jaune atour du doublet du sodium NaI à 589,6 nm et 589,0 nm.

jupiter_full_plot.thumb.png.8522b74c8c101e6c4aaa9b9aa6141d48.png

 

Bon ciel !

 

Guillaume

 

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Bonjour Guillaume,


Bien sympa ta manipe!
Nous y avons joué cet été avec les jeunes: (Colo Math Astro) mais je leur avais poussé le challenge un peu plus loin:
Peser Jupiter en ayant que des images... pas de référence à la littérature  (non mais!!!) :D
Vitesse périphérique de rotation: Doppler/Fizeau
Durée d'une rotation: A partir d'images datées. On en déduit le diamètre réel, en pixel puis km (un peu de trigo)
Plein d'images (sur une dizaine de jours) montrant Io. On en déduit la période du satellite.
Et là.... Kepler sort du bois....
Résultat: la masse à 5% près....

Je les ai aussi collé sur Saturne:
La planète et les anneaux ont-ils la même composition?
Les anneaux sont-ils solidaires de la planète? Sont-ils d'un bloc ou formés de petits morceaux??

D

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Très chouette manip Guillaume !

 

Je l'ai tenté également à l'OHP cet été avec le Star'Ex en fin de nuit, une partie du spectre ici avec le mak127,

 

 

jupiter_matl_22.png.60cbbd47dd81aca35dfc8d7f4bd52596.png

 

 

Il y a aussi un article très sympa sur le site de Shelyak sur la manip : Rotation des planètes - https://www.shelyak.com/observer-le-soleil-2/

 

Matthieu

 

 

 

 

 

 

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Salut Mathieu,

Top ton spectre de Jupiter !

 

Le 08/09/2022 à 16:55, mlel a dit :

Je l'ai tenté également à l'OHP cet été avec le Star'Ex

J'ai bien pensé à vous pendant le stage OHP, ça m'aurait vraiment plu de pouvoir y être !  :)

 

Bonne journée,

Guillaume

Edited by Guillaume BERTRAND
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On 08/09/2022 at 4:31 PM, Guillaume BERTRAND said:

Tu as des documents sur les résultats obtenus ?

Hello Guillaume!

Je t'ai envoyé qq docs sur ton courriel (gbe..... @louette   !-)

Les as-tu reçus?
A+
D

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