Fwhm en pratique

[aacrocc 207]

Bonjour, 

J'ai débuté l'astrophotographie fin d'année dernière. 

Je vois sur vos messages des références au FWHM et à la qualité du ciel. 

J'utilise Nina et je sais que cette information est visible pour mes prises de vue. J'utilise aussi cette info du header des fichiers pour trier dans Pixinsight mes meilleures lights. 

Comment utiliser, comprendre cette valeur en fonction de mon ciel, mon instrument pour optimiser mes soirées astro ? 

[Malik 1 125]

Salut

 

je m'étais penché sur cette question il y a quelques temps,

et j'en avais conclu qu'il s'agit surtout une valeur à surveiller pour soi meme, avec son propre setup et logiciel de mesure,

 

d'un setup à l'autre , en fonction du diamètre de l'instrument ou de l'échantillonnage, la FWHM plancher sera différente,

il n'est donc pas pertinent de vouloir comparer sa nuit avec celle d'un copain, si les setup sont trop différents,

idem pour le logiciel utilisé, car tous n'ont pas les mêmes procédés de mesures,

 

personnellement, je mesure avec CCDI en instantané durant la nuit, et aapres quelques nuits de recul,

je sais qu'avec mon setup (FSQ106 et 6200), pour les meilleures nuits je descends a 2" en L et un peu plus bas en bandes étroites

les mauvaises nuit ca grimpe à 3"

 

mais ces valeurs ne sont encore une fois a prendre en compte que pour cette config

 

si je passe les memes images sur pix par exemple, j'aurais d'autres valeurs

 

Il y a 5 heures, aacrocc a dit :

Je vois sur vos messages des références au FWHM et à la qualité du ciel. 

J'utilise Nina et je sais que cette information est visible pour mes prises de vue. J'utilise aussi cette info du header des fichiers pour trier dans Pixinsight mes meilleures lights. 

Comment utiliser, comprendre cette valeur en fonction de mon ciel, mon instrument pour optimiser mes soirées astro ? 

 

l'objectif est de tendre vers une valeur FWHM la plus basse possible,

plusieurs facteurs peuvent l'impacter ; le ciel, la MAP, le suivi, la qualité de l'instrument etc..

le but etant d'optimiser chaque maillon de ton matériel afin d'obtenir l'image la plus fine 

[Nathanael 6 840]

Le 09/03/2023 à 12:52, aacrocc a dit :

Comment utiliser, comprendre cette valeur en fonction de mon ciel, mon instrument pour optimiser mes soirées astro ? 

La largeur à mi-hauteur du pic de l'étoile donne une bonne info sur la finesse des images, mais il faut que les étoiles aient une bonne tête (répartition gaussienne) et bien sûr que la mesure soit faite avant traitement (sur des brutes ou sur l'empilement des images pré-traitées). Les différents logiciels donnent des valeurs un peu différentes et surtout ça dépend si c'est une moyenne de toutes les étoiles non saturées du champ, ou seulement la mesure sur les étoiles les plus fines. Je rejoins un peu Malik quand il dit qu'il est difficile de comparer précisément entre setups. Pour autant quand la fwhm mesurée descend à 1" comme récemment sur le forum astrophoto au CAML ou au C2PU, on voit tout de suite qu'il ne s'agit pas seulement d'une vision de l'esprit!

La question de la fwhm au regard du seeing et du setup est complexe. Bien sûr le seeing joue le rôle du chef d'orchestre : c'est lui qui commande. Mais l'échantillonnage, le F/D, la qualité optique et le diamètre de l'objectif ainsi que le suivi de la monture sont autant d'éléments importants dans l'obtention d'une fwhm fine. De mauvais musiciens peuvent ruiner les efforts d'un chef virtuose, de la même façon qu'un piètre seeing ne donnera jamais le meilleur d'un excellent setup bien pensé. Mais il y a fort heureusement une boussole dans notre cas : le seeing change tout le temps, et même aux pires endroits, il lui arrive d'être bon. De mauvaises images toute l'année ne peuvent être la faute au seeing. Il y a dans ce cas forcément un maillon faible dans la chaine instrumentale.

Sinon, attention aux raisonnements du type : "j'ai un seeing de 3" chez moi, inutile de faire évoluer mon setup". Car 3" de fwhm avec un échantillonnage de 1.5"/p c'est normal et  il y a de fortes chances que le même ciel donne une fwhm de 2" avec 0.5"/p. Pareil si on fait varier le diamètre de l'objectif.

Bref, c'est complexe, et ta question un peu vague, désolé si j'ai répondu à côté

Nathanaël

[aacrocc 207]

J'ai trouvé cette information qui confirme vos conseils,

Le FWHM théorique le plus favorable que je peux avoir serait

(seeing²+pouvoir séparateur [Dawes]²+RMS moyen ²+ échantillonage²)²

 

si je pars de l'hypothèse (1.2²+1.07²+0.65²+1.29²)² cela me donne 2.16 de FWHM si le seeing de la soirée est de 1.2.

Sur le Subframe selector de Pixinsight je vois que selon les séances j'ai une médiane qui varie de 2.9 à 3.8 (filtre Luminance / coordonnées variables).

 

Une autre source basée sur quelques milliers de mesures indique que (forcément) le FWHM est dépendant de là où l'on image (meilleur au zénith).

 

Je pense ajouter dans ma séquence quelques clichés au zénith qui me permettront de mesurer le FWHM de ma sortie versus le FWHM théorique maxi de mon couple (ciel, instrument, suivi). Je garderai cette info, pour référence.

 

[Nathanael 6 840]

il y a 45 minutes, aacrocc a dit :

J'ai trouvé cette information qui confirme vos conseils,

Le FWHM théorique le plus favorable que je peux avoir serait

(seeing²+pouvoir séparateur [Dawes]²+RMS moyen ²+ échantillonage²)²

Et peut-on savoir où? Ça m’intéresse beaucoup de pouvoir décortiquer  la Fwhm.

Nathanaël

[Clouzot 268]

@Nathanael l'équation donnée par @aacroccn'est pas homogène donc il y un truc qui cloche, mais une partie a du sens.

 

Si on enlève le RMS (de quoi parle-t-on d'ailleurs) et l'échantillonnage (qui n'a rien à faire à ce niveau ?), on a bien deux phénomènes qui vont se superposer sur les images : seeing et pouvoir séparateur.

 

Le seeing, on peut le voir comme un truc aléatoire : d'un point (une étoile) on obtient un point étalé dans l'espace. Si on en prend une tranche, on peut tracer une courbe en cloche (on appelle ça une gaussienne), qui suit la loi dite "normale" chère aux probabilistes de tout poil. 

 

Pris séparément, l'étalement de l'étoile dû à la diffraction et liée au diamètre n'est pas du tout aléatoire, c'est un calcul qui dépend uniquement de la longueur d'onde et du diamètre. Mais la partie centrale de sa courbe (la fameuse PSF, en ignorant les rebonds qui forment les cercles de diffraction de la figure d'Airy) n'est pas super loin d'une courbe en cloche, gaussienne (*). On peut donc estimer que c'est plus ou moins un comportement de loi normale ici aussi

 

Et là, propriété magique : quand on superpose deux phénomènes aléatoires (somme de deux phénomènes suivant la "loi normale"), ils se somment de manière quadratique (on calcule les carrés de chacun, on les ajoute, puis on prend la racine carrée) et forment un nouveau phénomène (qui suit lui aussi la loi normale d'ailleurs). C'est là qu'on va ensuite pouvoir mesurer la FWHM (ou la HFD) que donne la combinaison du matos et de la turbulence.

 

Donc la combinaison du seeing (s) et du pouvoir séparateur (p) donnent un total du genre t = √(s² + p²)

 

Exemple simplifié :

• seeing de 2 arcsec, pouvoir séparateur de 1 arcsec (par ex avec un petit Newton de 115mm de diam) : la performance totale est √(2² + 1²) = √(5) = 2.23 arcsec, on va mesurer une FWHM de cet ordre
• Le même seeing mais avec le télescope de 1m de C2PU (0.12 arcsec de pouvoir séparateur) : √(2² + 0.12²) = 2.004 arcsec.

 

Ouf, le monstre de Caussols s'en sort mieux que mon petit Perl JPM de débutant, même avec un seeing pas extraordinaire.

 

Après, un scope n'est jamais parfait optiquement, sa limite de diffraction va varier en fonction de la longueur d'onde, c'est pas super exact mathématiquement, mais ça donne une bonne idée de ce qu'il se passe.

 

(*) c'est pas vrai, mais en pratique pas trop loin non plus.

[Nathanael 6 840]

Il y a 22 heures, Clouzot a dit :

 

@Nathanael l'équation donnée par @aacroccn'est pas homogène donc il y un truc qui cloche,

 

Soit. Mais cette formule me permet de retrouver les valeurs expérimentales que j’ai eu cet été quand j’ai posé mon 250

au pied d’un 500 Astroqueyras pour shooter les mêmes nuits les mêmes objets. Troublant. D’où ma question @aacrocc elle vient d’où?

[aacrocc 207]

Je l'ai trouvée sur un post sur Cloudy Nights. C'est sans doute une approche empirique. 

 

You can approximate your best possible FWHMs using the following formula:

FWHM = SQRT(Seeing^2 + Dawes^2 + GuideRMS^2 + ImageScale^2) 

[Clouzot 268]

Aaah ok. Ben c’est le même principe en rajoutant l’étalement dû aux imperfections de guidage (phénomène aléatoire) et celui dû à l’échantillonnage (là c’est vraiment tiré par les cheveux de Berenice, donc oui c’est totalement empirique)

[Nathanael 6 840]

Ah ben ça ne marche plus avec la sqrt, on va dire qu'il s'agissait d'une belle conjonction de chiffres la première fois!

Le rms de guidage dépend essentiellement du seeing, les deux ne sont pas décorrélés. Et l'échantillonnage n'est pas du bruit... Ô Bérénice, vois-tu le long de ta chevelure, l'envol de mon maigre espoir?

Plus sérieusement, à Astroqueyras, le plus souvent, mais pas tout le temps, j'avais 1.1" de fwhm au 500 et 1.5" ou un peu moins au 250 sur 5mn unitaire. Ca ne peut s'expliquer par aucune des formules que j'ai essayées jusque là. Les étoiles sont rondes ce qui me fait exclure le suivi, mais il reste tant d'autres paramètres que le diamètre et le seeing...

Nathanaël