[Star’Ex] L'étoile double spectroscopique Alpha Draconis

[Guillaume BERTRAND 1 648]

Bonjour à toutes et tous.

Je vous présente ci-dessous une nouvelle étude Star'Ex + Lunette 72ED.

 

α Dra (Thuban, HD 123299) est une binaire spectroscopique de type spectral A0III bien étudiée en tant que système SB1 - Single-lined Spectroscopic Binary - Seul le spectre de la composante principale est détecté. J’avais réalisé son spectre afin de calculer ma réponse instrumentale pour la toute première lumière du spectrographe Star’Ex (Voir le spectre de Phecda ici)

 

La première détermination des paramètres orbitaux d’α Dra à été réalisée par Harper en 1907, puis affinée avec des études plus récentes : Kallinger et al. (2004), Bischoff et al. (2017). L'étoile a également été résolue pour la première fois avec l'interféromètre optique de précision Navy (NPOI). En 2019, Bedding et al., découvre en analysant les courbes de luminosité du satellite TESS que α Dra est également une binaire à éclipse. Une des plus brillante actuellement découverte (V=3.68). En 2021, K Pavlovski et al., publient une première analyse de la binaire en tant que système SB2 (Double-lined Spectroscopic Binary). Ils ont pour cela utilisé le spectrographe haute-résolution (R=85000) HERMES, installé sur le télescope Mercator (1,2m) à La Palma et les données du satellite TESS.

Je vais tenter ici de redéterminer les paramètres orbitaux de l’étoile à l’aide du spectrographe Star’Ex monté sur une lunette de 72mm en fixant la période du système avec P=51.41891 (K Pavlovski et al. 2021) obtenue à partir des courbes de luminosité de TESS.

 

Les observations sont réparties sur 8 nuits entre mai 2022 et octobre 2022.

 

Une fois toutes les positions des raies mesurées (avec ISIS) et vitesses radiales calculées, j'ai utilisé le programme BinaryStarSolver pour trouver les paramètres orbitaux.

BinaryStarSolver est une librairie python qui résout les éléments orbitaux des étoiles binaires, à partir d’une séries temporelles de vitesse radiale.

Plus d'info sur les calculs et la méthode ici : https://guillaumebertrand.notion.site/L-toile-double-spectroscopique-Draconis-c670d118b6f54954976394648e3ee456

 

 

Les résultats obtenus à partir de seulement 8 spectres sont cohérents avec les études récentes. Cependant il serait maintenant intéressant d’ajouter de nouvelles nuits d’observation afin d’avoir suffisamment de donnée pour déterminer la période du système. Si je laisse ce paramètre libre j’obtiens pour le moment P=51.56 jours et une amplitude pour la composante principale K= 46.983 km s-1.

 

 

Vive la spectro & Bon ciel !

Guillaume

 

 

[JPMasviel 911]

Toujours de belles observations réalisées avec un Star'Ex et des résultats tout à fait cohérents avec les précédents travaux.

 

J-Pierre

 

[Daniel V 15]

Joli coup !

Daniel

[maxip 339]

Bonjour Guillaume,

la précision des résultats obtenus en comparaison de ceux fournis par des Pro en  2017 et 2021 est stupéfiante.

Bravo!

Maxime

Modifié 28 octobre 2022 par maxip

[Vincent_L 546]

super résultat avec une petite lunette et un "petit" spectro !

 

pour info, tu peux retrouver les paramètres orbitaux à partir des données TESS, en utilisant le module lightkurve:

 

 

vincent

 

 

[Guillaume BERTRAND 1 648]

Salut @Vincent L !

Merci beaucoup pour le nom du module  permettant d'exploiter les données de TESS. Je vais aller voir ça 

Top ta série de graphiques ! 

Tu retombes effectivement sur la même période de 51.42 jours 

Je trouve ça vraiment chouette de pouvoir compléter nos observations avec des données issues de ce type d'instruments. 

 

Bonne journée, 

Guillaume 

Modifié 29 octobre 2022 par Guillaume BERTRAND

[cbuil 3 432]

Cela m'a fait énormément plaisir de discuter avec toi hier soir lors du zoom Star'Ex, trop brièvement en fait. Je n'ai même pas eu le temps de te montrer que tu es présent au début des communications que je vais faire lors des RCE dans peu de jours. Voici un des slides (c'est du teasing ;-) :

 

 

Ton grand mérite est d'être non seulement un grand observateur, mais aussi de te documenter en profondeur sur les sujets.

 

Christian

 

 

 

[Guillaume BERTRAND 1 648]

Oh merci pour ce gentil message Christian ! Oui c'était trop bref et malheureusement je ne pourrais pas être présent au RCE cette année  il y aurait tellement à discuter sur plein de sujet. 

Si vous pouvez faire des captations vidéo des présentations ce serait vraiment top 

 

En tout cas je suis très enthousiaste de voir qu'il y a une belle dynamique pour le projet Sol'ex et Star'Ex ! Également hyper intéressé par l'initiative STAROS. J'avais un peu réfléchi à un outils/bdd de ce type quand tu as lancé le suivi ss433 et les quelques travaux spectro que j'ai menés récemment auraient pu prendre une autre tournure si nous avions pu mettre plusieurs observateurs "focus" sur le même objet pendant une période donnée. Je pense notamment au suivi de phénomène planétaire. Bravo à @mlel  et tous les acteurs de ce projet pour le boulot réalisé ! 

 

Bon de mon côté je vais faire une petite pose forcée astro pendant quelques semaines... Me petite famille s'agrandit dans quelques jours. De nuits courtes en perspectives mais pas pour l'astro 

 

Bon RCE ! 

 

Guillaume 

 

 

 

 

Modifié 10 novembre 2022 par Guillaume BERTRAND

[Alef 2 490]

Chouette,  de bonnes nouvelles !!!

 

C'est SS433 plutôt la campagne de cet été, d'ailleurs on ne pourrais pas avoir une campagne pour cet hiver ? 

[cbuil 3 432]

Bonne occupation Guillaume. Oui on réfléchi à cela Alef, ca va venir - on finalise et un peu bousculé en ce moment !

 

Christian

[Guillaume BERTRAND 1 648]

Oups oui bien vu @Alef je voulais effectivement dire SS433 ! Je corrige 

[Alef 2 490]

@cbuil Si la cible pouvait être vers le Nord ça m'arrangerait bien pour mon poste d'observation.

 

@Guillaume BERTRAND quelque chose me dit que tu dois y penser à 3C273... 

...

[Guillaume BERTRAND 1 648]

Bonjour à toutes et tous !

Je me permet de faire remonter ce post pour vous présenter de nouveaux résultats

 

Arthur Leduc a réalisé 7 spectres haute résolution d'alpha draconis avec un Star’Ex associé à un Newton SkyWatcher 130 F/8 ou un téléobjectif Maksutov MTO 100 f/7.5. Les résultats sont très bon et illustrent une fois de plus le formidable potentiel des petits instruments en spectrographie. L’ajout des ces nouveaux points de mesure améliore sensiblement la précision des résultats et permet de ne plus fixer la période du système.

 

J'en ai profité pour mettre à jour un script python que j'avais commencé il y a quelques temps. Celui-ci permet en un clic, pour une série de spectre fits, de mesurer la position d'une raie, corriger la vitesse héliocentrique ou barycentrique, calculer la vitesse radiale et les paramètres orbitaux du système et pour finir tracer tout ça sur des graph. Pour le moment j'ai pas encore implémenté la détection et calcul pour les systèmes de type SB2 (c'est à dire ou le spectre de chaque composante de la binaire est visible).

Le code est ici :

https://github.com/guillbertrand/spectrobinarystarsystem

 

Et le résultat :

 

 

Question pour les connaisseurs :

Comment calculer de manière fiable l'incertitude de mesure ?

J'ai lu sur le net qu'on pouvait partir de la dispersion (CDELT1) avec une formule de ce type :

rv_error = c * 0.25 * dispersion / lambda_ref

c = vitesse de la lumière

0.25 pour 1/4 de pixel

Mais je trouve le résultat très pessimiste avec des barres d'erreurs vraiment énorme.

Actuellement pour trouver le centre raie, je fait un ajustement de type gaussien ou voigt.

 

Bonne journée
Guillaume

[cbuil 3 432]

Hello,

Puisque vous avez bien commencé sur cette étoile, pas impossible qu’on la fasse entrer dans une très future campagne STAROS pour mutualiser les spectres et les rendre plus visibles. Et comme tu as fait les outils d’analyse, cela risque d’être bien intéressant. Le but sera d’améliorer (ou pas) les méthodes de chacun, cela concernant l’étalonnage spectral, le rapport signal sur bruit, etc. C’est l’un des but primaire du projet STAROS.

Il y aura aussi une cible spécifiquement pour la basse résolution, avec les mêmes objectifs.

Le but est que chacun affine ces méthodes pour être au top pour l’été. C’est la base pour ensuite faire des choses plus ambitieuses encore.

En tout cas, superbe résultats, bravo à tous les deux. On en reparle…

Christian

[AlSvartr 2 925]

Hello Guillame,

 

Ce sont de très beaux résultats!!!

 

En ce qui concerne les erreurs, leur calcul est tout un art si on veut le faire proprement. Si l'établissement des erreurs statistiques est relativement "aisée" (encore que), celle des erreurs systématiques n'est pas du tout évidente. Le risque majeur c'est de ne quantifier qu'une partie de l'erreur totale et de penser que les barres d'erreurs qui en résulte sont représentatives de l'erreur sur la mesure. Ceci reviendrait par exemple à ne prendre en compte que l'erreur sur le fit des histogrammes/graphes que tu produis, par exemple lié au choix du modèle. Or la quantification de l'erreur totale doit prendre en compte tout les biais éventuels (même on peut se limiter aux dominants), savoir comment on les additionne (ce qui oblige à connaître les corrélations entre ces sources d'erreurs), etc...

 

Cela étant, ta question est extrêmement intéressante car en général totalement absente des mesures spectro que nous produisons en tant qu'amateurs. Et il serait bien de s'y pencher sérieusement un de ces 4.

 

Simon

 

[artemis 2 914]

Excellent Guillaume, merci pour le partage !

Je pense que je vais également me mettre à Python, je crois qu'il est incontournable maintenant pour les applis astro/spectro !!

 

Xavier

 

[cbuil 3 432]

Hello,

 

Un spectre de alpha Dra pris le 5.057 / 04 2023 avec Star’HR et une fente de 16 microns (pose de 5 x 600 secondes) :

 

 

J’ai encore apporter une modification dans mon setup (je teste tout !), cette fois Star’Ex est au foyer d’une FSQ106ED Takahashi. Ca devient du lourd coté ratio, je la possède depuis très longtemps, aujourd’hui je ne pourrais plus me le payer ! : 

 

 

Ajout d’une Barlow basique pour passer à environ f/8.

 

Guillaume tu peux préciser le T0 utilisé pour la phase ? C’est celui de l’article de 2021 : T = 2451441.804 ? La période utilis&e pour le calcul est aussi à préciser sur ta page (éphéméride).

 

Christian

 

[AlSvartr 2 925]

 

Il y a 14 heures, cbuil a dit :

Un spectre de alpha Dra pris le 5.057 / 04 2023 avec Star’HR et une fente de 16 microns (pose de 5 x 600 secondes) :

 

Très joli spectre  

 

Une question me taraude, lorsque je vois tes spectres et ceux de Guillaume. A partir de quel temps de pose, à R~18000 et avec la 533 commences-tu à percevoir de manière significative les effets de l"élasticité" du PETG sur la calibration en longueur d'onde?  En voyant vos résultats j'ai de plus en plus l'impression que le Star'Ex est presque plus rigide que le LHIRES, mais je me trompe peut-être.

 

[Guillaume BERTRAND 1 648]

Il y a 17 heures, cbuil a dit :

Guillaume tu peux préciser le T0 utilisé pour la phase ? C’est celui de l’article de 2021 : T = 2451441.804 ? La période utilis&e pour le calcul est aussi à préciser sur ta page (éphéméride).

Salut Christian, magnifique ton spectre ! Résolution et RSB au top
Pour le T0 je ne l'avais pas fixé, tout comme la période d'ailleurs. Il était automatiquement calculé par BinaryStarSolver.

J'ai ajouté une option pour fixer le T0 afin de faciliter la comparaison avec des études passées.

Pour la période trouvée par le modèle je viens de la faire sortir sur le graph, je tombe sur P=51.438 +- 0.026, la "vraie" période est connue comme il s'agit d'une binaire à éclipse et elle est de 51.41891 jours. Nous sommes donc pas mal du tout
 

J'ai mis à jour mes tableaux en bas de page : https://guillaumebertrand.notion.site/L-toile-double-spectroscopique-Draconis-c670d118b6f54954976394648e3ee456

 

Et voici la courbe avec un nouveau spectre par Arthur.
Je veux bien ton fits @cbuil pour ajouter ton point de mesure

 

Modifié 6 avril 2023 par Guillaume BERTRAND

[Guillaume BERTRAND 1 648]

Le 04/04/2023 à 14:14, AlSvartr a dit :

En ce qui concerne les erreurs, leur calcul est tout un art si on veut le faire proprement. Si l'établissement des erreurs statistiques est relativement "aisée" (encore que), celle des erreurs systématiques n'est pas du tout évidente. Le risque majeur c'est de ne quantifier qu'une partie de l'erreur totale et de penser que les barres d'erreurs qui en résulte sont représentatives de l'erreur sur la mesure. Ceci reviendrait par exemple à ne prendre en compte que l'erreur sur le fit des histogrammes/graphes que tu produis, par exemple lié au choix du modèle. Or la quantification de l'erreur totale doit prendre en compte tout les biais éventuels (même on peut se limiter aux dominants), savoir comment on les additionne (ce qui oblige à connaître les corrélations entre ces sources d'erreurs), etc...

Merci pour ta réponse Simon... vaste sujet donc...
J'avoue que ça m'embête toujours de publier des points de mesures sans barres d'erreurs, je vais continuer de creuser le truc

[Guillaume BERTRAND 1 648]

Le 05/04/2023 à 19:05, cbuil a dit :

J’ai encore apporter une modification dans mon setup (je teste tout !), cette fois Star’Ex est au foyer d’une FSQ106ED Takahashi. Ca devient du lourd coté ratio, je la possède depuis très longtemps, aujourd’hui je ne pourrais plus me le payer !

 

Je remarque que sur ton (super) setup tu utilises qu'une seule fibre pour la calibration...Dois je en conclure qu'il n'y pas d'énorme gain à en positionner quatre ?

 

Bonne soirée !

G

[cbuil 3 432]

ALSvatrtr, concernant la rigidité de Star'Ex, c'est un vaste sujet, presque aussi vaste que celui que tu évoque à propos du bruit, avec grande justesse je trouve. Je suis bien d'accord, évaluer le bruit est un art, presque plus difficile que faire la mesure elle-même. Le distinguo entre aléatoire et systématique, ce qui est additif, ce qui est soustractif... il y a de quoi s'amuser, et il faut une connaissance parfaite de l'instrument. En l'espèce, un bruit statistique (aléatoire), bien que très partiel, est déjà une information qui permet d'évaluer la classe de précision de la mesure. On va essayer de faire relativement simple. Je pense que c'est un sujet intéressent et on aura l'occasion d''évoquer à nouveau.

 

Pour revenir à la rigidité de Star'Ex, dès lors que l'on ajoute les deux petites brides de renfort, qui font bloc, je trouve que le spectro se comporte pas trop mal. J'ai effectivement vu des Lhires III bouger parfois plus. Après, c'est lié à l'endroit où on pointe sur le ciel, le délais d'attente après un mouvement, ... Il n'empêche les dérives sont toujours là, discrète parfois. c'est la raison pour laquelle j'ai introduit la mode latéral qui recale toutes les poses entre-elles. Ca marche vraiment bien, mais de fait, suivant la manière de position l'éclairage permanent à l'entrée du télescope, son type,, il est classique de faire ici une erreur systématique de 0,02 à 0,05 A. Pour Halpha, j'évalue cette erreur en me servant des raies telluriques.

 

En fait, je trouve que la qualité première de Star'Ex est la stabilité de la focalisation interne du spectre. Ca bouge vraiment très peu, une fois réglé (netteté du spectre, on n'y touche plus). Cette chose est importante, et constitue une agréable surprise. La 3D c'est quant même pas mal.

 

Guillaume , tu a bien vu coté fibre. Avec une lunette relativement modeste  (et aussi un petit télescope disons jusqu'à D= 150 mm), j'ai tendance à utiliser parfois une seule fibre, plutôt positionnée  au centre. Mais ce n'est pas une règle absolu, et je pense qu'utiliser plusieurs fibres doit donner une précision un peu supérieure (à vérifier).

 

Pour les spectres tu les veux corrigé de la vitesse héliocentrique ou en vitesse mesurée (j'en ai fait plusieurs, je te trame cela vite) ?

 

Christian

Modifié 7 avril 2023 par cbuil

[Guillaume BERTRAND 1 648]

Il y a 4 heures, cbuil a dit :

Pour les spectres tu les veux corrigé de la vitesse héliocentrique ou en vitesse mesurée (j'en ai fait plusieurs, je te trame cela vite) ?

Non corrigé ce sera le mieux. Faut juste que tes headers avec longitude latitute soit correctement renseignés mais je n'ai pas trop de doute la dessus Le script appliquera de manière auto la correction barycentrique pour tous les spectres.

[Guillaume BERTRAND 1 648]

Hop, nouvelle version de la courbe de vitesses radiales d'HD123299 avec deux nouveaux spectres par Xavier Dupont ( @artemis ) et Arthur Leduc  Merciii !

Intéressant de voir le gap entre nos 3 points à la phase 0.25 du système, tout de même 2.5 km.s-1 d'écart max... Je vais allez inspecter ces 3 spectres et refaire les mesures à la main pour voir si je trouve les mêmes vitesses.

 

Bonne soirée !

Modifié 8 avril 2023 par Guillaume BERTRAND

[artemis 2 914]

Bonsoir Guillaume,

 

Effectivement  mes données semblent ben décalées, j'ai pourtant de belles raies telluriques et la calibration me semblait bonne sur les raies H2O (mais je ne trouve pas les même valeurs entre VisualSpec et SpecInti)... à creuser comme tu dis...

 

Xavier