Spectrographie infrarouge extrême

[cbuil 3 487]

Bien sur ce n’est pas le JWST (!), mais voici le spectrographe Star’Ex exploité aux extrêmes, dans la partie infrarouge du spectre. On arrive à voir du signal jusqu’à 1,17 micron de longueur d’onde. 

 

Je crois que c’est un record en astronomie amateur, mais le plus important est que c’est faisable. En plus, avec un équipement assez modeste, un Star’Ex bien sûr (à vrai dire très à l’aise dans l’infrarouge il faut l’admettre), en version basse résolution IR (optique + réseau 300 t/mm adaptés + filtre d'ordre)  et une caméra planétaire couleur ASI585MC exploitée comme une caméra monochrome. Cette caméra bénéficie d’un capteur (IMX585 Sony) offrant un rendement quantique supérieur à 10% à 1 micron de longueur d’onde. C’est tout à fait remarquable. Au-dessus de 1,19 micron, le silicium ne peut plus de toute manière mesurer la lumière car les photons ne portent pas assez d’énergie pour arracher des électrons. Un salut à Arthur Leduc qui a fait les premiers spectres inspirant avec cette caméra.

 

Le télescope est un Newton modèle Sky-Watcher de 150 mm f/5, pas très cher et bien adapté à Star’Ex Low Resolution. La monture est une ZWO AM5, avec une pointage et un guidage piloté par ASIAir (tout est fait sur tablette de ce côté-là).

 

Les images de la ASI585MC sont quant à elle lues par le logiciel Prism sur PC, efficacement modifié à ma demande par Cyril Cavadore, l’auteur, pour faciliter ce type d’opération (acquisition pure N&B en direct), bientôt disponible dans la version publique du logiciel je pense. Le traitement proprement dit est intégralement fait avec specINTI.

 

Voici d’abord un spectre de l’étoile Vega. Dans les longueurs d’onde les plus extrêmes observées, tout à droite dans le graphe, l’atmosphère devient très opaque à cause de la vapeur d’eau, une raison de plus de ne pas s’enfoncer plus loin dans l’infrarouge (c’est la première fois que j’arrive à voir cette bande atmosphérique) :

 

 

 

Dans l’infrarouge on observe des raies peu usuelles bien entendu, comme la raie de l’hélium à 10830 A (1,083 micron). On peut observer cette raie dans le spectre du Soleil, très faible, et même faire des images dans cette lumière très rouge, comme ici le 19 juin, avec Sol’Ex (+ ASI178MM ce qui n’est pas idéal, rendement quantique inférieur à 1%), avec un réseau de 1200 t/mm, sur lunette Askar 300, ma première tentative :

 

 

Si celle émission de lumière est bien discrète dans le cas du Solei, ce n’est pas du tout le cas dans le spectre de certaines étoiles, comme ici le spectre IR Star’Ex de l’étoile P Cyg (34 Cyg) :

 

 

Il est plaisant de remarquer que l’image du Soleil et l’image du spectre de P Cyg sont faites à partir du quasi même instrument (une base Sol’Ex/Star’Ex). Remarquer la série de Pashen de l’hydrogène en émission. Ci-après le spectre d'étalonnage utilisé dans la partie la plus rouge extrême, celui d'une lampe de poche fluo-compact (remarquer que les raies sont très fines jusque dans l'IR lointain, une qualité du spectro utilisé) :

 

 

Noter enfin que tout ceci est fait avec une caméra couleur (la matrice CFA est quasi transparente à toutes les longueurs d’onde dans l’infrarouge) et que celle-ci n’était pas refroidie (la température était de 21°C lors de l'observation). Le setup :

 

 

 

 

Encore bien des domaines à explorer en spectrographie !

 

Christian B

Modifié 4 juillet 2023 par cbuil

[Guillaume BERTRAND 1 649]

Genial ! Bravo Christian (et Arthur). 

 

Quand tu dis "On arrive à voir du signal jusqu’à 1,17 micron de longueur d’onde." 

Est ce que sur certaine cible on peut espérer pousser encore un peu ? Ou bien c'est vraiment la limite max pour Star'ex et l'imx585 ? 

 

Edit : je viens de trouver la réponse dans ton post dans la section astro pratique. Tu dis qu'à partir de 1.18 1.19 le silicium ne capte plus rien... Sur ce post tu parles de 1.9 microns ça doit être une coquille

 

Bonne journée, 

Guillaume 

Modifié 4 juillet 2023 par Guillaume BERTRAND

[cbuil 3 487]

C'est bien une coquille Guillaume, j'ai corrigé.

 

Christian