Jupiter au 620 AstroQueyras du 11 août, moins bon, mais on va faire un peu de photométrie pédagogique :)

[Christophe Pellier 8 868]

Salut le forum,

Voici quelques dernières images de la mission SAN+solaristes. Lors de la première bonne nuit du 11 au 12, le seeing s'était brutalement dégradé entre Saturne et Jupiter. Il s'est progressivement rétabli durant les dernières heures sans que ça soit ouf. Donc voici quelques images qui sont loin d'être aussi bonnes que celles que j'ai déjà posté. Néanmoins, on va faire un peu de science amusante avec  

Au lever du Soleil, avec le filtre 685, c'était quand même redevenu correct (les premières IR vers 3H c'était juste de la soupe). On commence à voir plein de trucs à l'intérieur de la GTR, dommage pour le seeing...

 

 

Une méthane, avec la GTR qui commence tout juste à tourner, et qui apparaît comme une petite protrusion brillante:

 

 

Et une série complète B/B425/3 UV (), c'est elle qui va nous intéresser...

 

 

Un peu de photométrie : que voit-on en UV sur Jupiter ?

 

On peut se demander à quoi ça sert de faire de l'UV sur Jupiter, souvent on ne voit pas bien la différence avec le bleu. Pour le découvrir, on va utiliser un outil basique de photométrie qui est la coupe d'intensité. C'est un outil qu'on trouve par exemple dans Astrosurface ici:

(dispo dans IRIS également)
De mon côté je me sers d'un logiciel de spectro, RSpec, de façon détournée (car on peut alors disposer d'une bande et non plus simplement d'une ligne).

Voici deux images B et UV traitées simplement par psf. On voit quand même que l'aspect est différent. Pourquoi ?

(on travaillera uniquement sur les images sans aucun traitement bien sûr)

 

 

Pour commencer, tout le monde sait que l'atmosphère de Jupiter étant gazeuse, on peut constater un phénomène d'absorption de la lumière sur le limbe et le terminateur. C'est écrit dans tous les bouquins, pourtant, notre oeil ne nous permet pas de nous rendre compte de l'ampleur du phénomène. Voici ce que donne une coupe d'intensité sur la zone équatoriale, dans le bleu:

 

 

On a une courbe en cloche avec une pente bien raide ! En aparté, c'est pour ça que les satellites en transit semblent connaître des variations notables de luminosité.... 

Ici, Jupiter étant en quadrature (élongation 94°), on remarque que le pic de luminosité n'est pas au méridien central, mais décalé de 12°. C'est la notion de degré ou d'angle de phase (plus simplement ici, angle Terre-Jupiter-Soleil), ça peut jouer beaucoup sur l'aspect des disques planétaires et le rendu des couleurs.

 

A présent tournons-nous vers la coupe de la NEB (le phénomène que je veux mettre en évidence est plus marqué)

 

On voit toujours la cloche, même si elle est un peu plus plate au sommet.

 

Maintenant voici la même coupe, mais sur l'image UV:

 

 

Non seulement la cloche est pratiquement carrée, mais en plus, le pic de luminosité n'est plus en direction du Soleil: il est sur le limbe, qui à cette latitude est donc plus brillant que tout le reste du disque ! Pourquoi ?

En fait, l'atmosphère de Jupiter se compose d'une multiplicité de couches de gaz/nuages dont l'épaisseur, la densité mais aussi la couleur peuvent varier considérablement en fonction de l'altitude. Sur Jupiter, on mesure plutôt ça en terme de pression atmosphérique du reste, car l'altitude n'est pas une notion qui fait sens étant donné l'absence d'un référentiel "sol" comme on l'a sur Terre. En infrarouge, par exemple, on observe des couches très denses qui sont à des pressions de 1 à plusieurs bars.

Tous ces différents gaz et nuages vont réagir différement selon la longueur d'onde. Les niveaux les moins denses et les plus élevés (à de faibles pressions atmo), qualifiées de "brumes" plutôt, ne sont pas visibles en infrarouge (sauf en bande méthane). Par contre, si on les observe dans des longueurs d'onde suffisamment courtes, les particules qui composent ces brumes commencent à diffuser la lumière... et deviennent donc visibles sur les images.

Et c'est ce qu'on voit en UV, et qu'on ne voit pas dans le bleu. Il y a une brume en haute altitude qui ne réagit pas au bleu, mais seulement à l'UV. C'est cette coupe photométrique particulière qui nous permet de la mettre en évidence : vers les bords, et particulièrement ici au limbe, l'épaisseur de la couche de particules est plus importante, et la lumière du Soleil est mieux diffusée qu'au centre... ce qui augmente la luminosité/réflectivité, et donc l'albedo.

Pour terminer voici une belle illustration que je tire d'un travail en cours de @Antonio Cidadao où on peut voir les niveaux visés par différents filtres. L'UV n'y figure pas mais je pense que la couche en cause est la plus haute, la brume stratosphérique. Et en bleu, on voit surtout la couche des chromophores je pense (UV= mix des deux):

 

 

On voit d'autres trucs en UV, mais ça sera pour une autre fois !

Modifié 2 septembre 2023 par Christophe Pellier

[papatilleul 1 968]

Excellent Chrsitophe !
On apprend toujours des choses scientifiques avec toi, MERCI

Voici ce que donnent les courbes sur astrosurface (pareil) :

 

 

 

Modifié 2 septembre 2023 par papatilleul

[Christophe Pellier 8 868]

Merci Philippe  

il y a 11 minutes, papatilleul a dit :

Voici ce que donne les courbes sur astrosurface (pareil) :

Oui ça marche bien aussi. J'évite de le faire sur des images psf cependant, car il y a quand même une modification du profil d'intensité (j'ai testé)

RSpec me permet de moyenner des régions, ou le méridien central, mais aussi de "calibrer" le profil en abscisse  

Modifié 2 septembre 2023 par Christophe Pellier

[AstroDus 1 290]

Merci Christophe, superbes images et encore très instructif !

Laurent

[Florian_Vn 1 122]

Merci pour ce post technique et clair + la belle série d'images qui illustre le tout Christophe !

[loulou13 918]

j'adore : donc on mesure que la haute atmosphère de Jupiter rayonne (renvoie) carrément bcp UV. Purée c'est qd même génial, tout ça. J'aime beaucoup cette approche hyper qualitative que tu nous proposes à chaque fois, c'est vraiment un super partage. merci.

[Christophe Pellier 8 868]

Merci Laurent, Florian et Loulou !

 

il y a 3 minutes, loulou13 a dit :

donc on mesure que la haute atmosphère de Jupiter rayonne (renvoie) carrément bcp UV

 

Alors pas en termes absolu  l'albedo global dans l'UV n'est que de 35% environ, contre 40+ dans le bleu et 50+ dans le vert. La diffusion et la capacité à réfléchir la lumière sont deux notions un peu différentes (c'est pas super simple non plus...)

Cf mes albedos calculés pour 2022

 

[Bernard_Bayle 10 012]

Merci , Christophe, pour ve compte rendu technique détaillé.

Je décortiquerai tout ca ..une nuit dans l'attente...du seeing du siecle sur Jupiter.

 

Bernard Bayle

[Christophe Pellier 8 868]

Merci Bernard !

Ici à Nantes c'est vraiment la dèche cette année  

[Christophe Pellier 8 868]

Addendum 1: Voilà ce que ça donne sur la zone équatoriale de Saturne, le phénomène est encore plus marqué...

Bande bleue : la cloche

 

 

UV34: le profil est carrément convexe !

 

[COM423 13 141]

Très instructif cette manip, merci beaucoup pour le partage

[Christophe Pellier 8 868]

Addendum 2 : sur des images HST, qui a accès aux longueurs d'ondes plus courtes que 300 nm, on peut voir que cette brume stratosphérique devient presque opaque, alors qu'au-delà de 300, elle reste "translucide"

 

[deep impact 6 257]

Très scientifique toutes ces expériences Christophe.

Si je souhaiterai faire de la photométrie aussi avec mon 150/750, est ce possible?

Des filtres bien sûr, mais lesquels pour débuter?

Et les logiciels.

Sinon, c'est très instructif et de beaux clichés.

[Christophe Z 2 419]

Très beau post Christophe 😉

[ALAING 58 909]

Superbe série scientifique Christophe Une mine de connaissances

Bonne soirée,

AG

[FranckiM06 12 587]

Wahoo, c'est un post magnifique avec plein d'enseignements très intéressants. Et en plus avec de belles images comme d'habitude. 

Bravo Christophe et merci du partage  

[Rdj22 1 304]

une image en IR 685 avec le 620 mm impressionnante et un post très instructif, merci beaucoup 

...navré pour la météo Nantaise 

bruno

[Christophe Pellier 8 868]

Merci Com423, Christophe, Alain et Franck et Bruno !

Merci Deep Impact,

Il y a 3 heures, deep impact a dit :

Si je souhaiterai faire de la photométrie aussi avec mon 150/750, est ce possible?

Des filtres bien sûr, mais lesquels pour débuter?

Et les logiciels.

C'est bien entendu possible oui. Il y aura moins de résolution qu'avec un 300, mais il y a plein de projets différents on peut faire son choix...

Pour les filtres, il faut un jeu photométrique (il y a très peu de filtres astro "classique" qui peuvent être convertis)

Par contre c'est beaucoup beaucoup de boulot (enfin encore une fois tout dépend des projets)

Question logiciels... moi je me sers principalement d'IRIS pour le travail direct, mais j'en ai d'autres qui me servent d'appui pour tout un tas de raisons (des logiciels de spectro en particulier)

Si ça t'intéresse, essaye de commencer par un truc que tu trouves curieux, qui t'intéresse plus, et tire les fils en partant de là. Je peux t'aider bien sûr même si moi aussi je suis sur la courbe de progression...

[polo0258 38 508]

 bonsoir et bravo christophe ! et merci pour ce post très instructif !

 paul

[MatEX 1 018]

Il y a 9 heures, Christophe Pellier a dit :

On voit d'autres trucs en UV, mais ça sera pour une autre fois !

Raaah !!! Je veux savoir !!! 

[MatEX 1 018]

Il y a 7 heures, Christophe Pellier a dit :

Voilà ce que ça donne sur la zone équatoriale de Saturne, le phénomène est encore plus marqué...

Et du coup, quelle lecture peut-on en faire ? J’ai du mal à analyser par rapport à Jupiter… 

[MatEX 1 018]

En ce qui concerne la zone équatoriale de Jupiter, je me souviens qu’on voyait parfaitement bien une espèce de chape ocre au-dessus des nuages blanc. Une sorte de brume plus élevée en altitude si je ne m’abuse. Aujourd’hui, on ne la voit pratiquement plus en visible. Mais elle semble encore évidente en UV. Une explication au phénomène ?

Désolé de t’embêter. C’est bête. Si j’ai bien compris tu habites Nantes ( à 50 km de chez moi ), ce serait un vrai plaisir de te rencontrer en vrai.

 

Matthieu, l’explorateur du ciel.

[wilexpel 9 989]

Merci pour le partage pédagogique Christophe, Jupiter en IR est splendide !

[darkside 659]

Hello  Christophe

Un grand merci   , c'est un vrai plus  tout ce que tu nous montres là  notamment pour l'interprétation de nos images et nous fait mieux comprendre  la complexité de  ces mondes joviens

 

Bon ciel qd même

Dominique

 

 

[Christophe Pellier 8 868]

Il y a 13 heures, MatEX a dit :

Et du coup, quelle lecture peut-on en faire ? J’ai du mal à analyser par rapport à Jupiter… 

A mon avis la même lecture, sauf que la couche stratosphérique est plus épaisse...

Il y a 13 heures, MatEX a dit :

En ce qui concerne la zone équatoriale de Jupiter, je me souviens qu’on voyait parfaitement bien une espèce de chape ocre au-dessus des nuages blanc. Une sorte de brume plus élevée en altitude si je ne m’abuse. Aujourd’hui, on ne la voit pratiquement plus en visible. Mais elle semble encore évidente en UV. Une explication au phénomène ?

Oui c'est bien ça, c'était des nuages élevés (corrélation sombre en UV / brillant en CH4). La couche nuageuse responsable a soit plus ou moins disparu, soit elle est simplement redescendue... L'UV est capable de détecter le résidu du phénomène, c'est à dire ici pour moi, une disparition ou une baisse de la densité des chromophores qui absorbent les courtes longueurs d'onde et qui donnent la teinte ochre... 

Il y a 13 heures, MatEX a dit :

Si j’ai bien compris tu habites Nantes ( à 50 km de chez moi ), ce serait un vrai plaisir de te rencontrer en vrai.

 

Je t'envoies un message !

Merci à vous tous pour les derniers commentaires