Q : peut on définir une luminosité de surface approximative ?

[Ellazanne 2 677]

 

[Bruno- 3 984]

Bonjour ! Ça se calcule si tu connais la magnitude globale de l'objet et sa surface apparente (ce sera une moyenne). Du coup on la connaît pour pas mal d'astres. Et ça n'est pas utile qu'aux photographes.

 

Exemples :

− Galaxie d'Andromède : 13,6 par minute d'arc carrée.

− Région centrale de M13 : 7,9 par minute d'arc carrée.

− Nébuleuse de la Lyre : 9,2 par minute d'arc carrée.

 

[Ellazanne 2 677]

Ha interessant @Bruno- C'est parfait si ca peut servir a plus que les astrophotographes ! 

 

Le calacul est il simple a réaliser. J'ai vu passer tout a l'heure a calcul en arc carré, mais j'ai rien bité (enfin j'ai compris l'idée générale) ! 

 

Est ce que cette valeur peut s'appeler magnitude surfacique, ou peu etre luminosité de surface ? 

 

PS :Au passage, merci pour ses quelques données en minutes d'arc carré. 

Modifié 11 septembre 2023 par Ellazanne

[Toutiet 1 971]

Ellazanne,

Cette question est très intéressante et je l'ai personnellement appliqué à la détermination de la "magnitude surfacique du ciel" de jour, afin de déterminer la magnitude limite pour la visibilité des étoiles, le jour, en fonction du diamètre de l'instrument utilisé. En référence, j'ai utilisé la magnitude de la Lune, en me basant sur sa visibilité en plein jour.

[Bruno- 3 984]

Il y a 13 heures, Ellazanne a dit :

Le calcul est il simple a réaliser

 

Oui et non. La formule n'est pas compliquée à appliquer, mais ce n'est pas juste une addition ou une division, parce que les magnitudes suivent une échelle logarithmique.

 

Sachant que la relation entre éclat et magnitude est : m = -2,5 log E (où E s'exprime dans une unité où E = 1 pour un astre de magnitude 0), et donc E = 10^(-0,4 × m), on pourrait procéder de la façon suivante. Prenons un astre de magnitude m et de dimensions a et b en minutes d'arc. Par exemple M31 : a=191' et b=62'. Sa surface, en minutes d'arc carrées, est de π × a/2 × b/2.

 

Éclat total de M31 : E = 10^(-0,4 × m)

Éclat surfacique par minute d'arc : ES = E /  (π × a/2 × b/2)

Magnitude surfacique : µ = -2,5 log ES = -2,5 log{ 10^(-0,4 × m) /  (π × a/2 × b/2) }

Après calculs : µ = m + 2,5 log (π × a × b / 4)

 

En espérant ne pas avoir fait d'erreur...

 

Essayons sur M31 :

µ = 3,4 + 2.5 log (π × 191 × 62 / 4) = 13,3. Je crois que c'est bon (il fallait trouver 13,6, on y est presque).

 

 

Il y a 13 heures, Ellazanne a dit :

Est ce que cette valeur peut s'appeler magnitude surfacique, ou peu etre luminosité de surface ?

 

Elle s'appelle la magnitude surfacique. Il me semble que le mot « luminosité » n'est pas employé en optique, mais on parle parfois de brillance de surface.

Modifié 12 septembre 2023 par Bruno-

[dg2 2 034]

Il y a 1 heure, Bruno- a dit :

Éclat surfacique par minute d'arc : ES = E /  (π × a/2 × b/2)

Pourquoi ces divisions par 2 ? a et b sont les demi axes (= rayons dans le cas d'un cercles), pas les axes (= diamètre).

Modifié 12 septembre 2023 par dg2

[Toutiet 1 971]

Non,  a et b sont les axes.  , D'où la surface  (π x a/2 x b/2)

 

Modifié 12 septembre 2023 par Toutiet

[Bruno- 3 984]

J'ai pris l'exemple d'une galaxie. Pour les galaxies, les catalogues donnent toujours le grand axe et le petit axe. M31 fait 3° de long, pas 6° !

 

C'est d'ailleurs pareil pour les objets du ciel profond en général : pour les amas et les nébuleuses planétaires circulaires, les catalogues donnent les diamètres, pas les rayons.

Modifié 12 septembre 2023 par Bruno-

[VNA1 385]

Le 9/11/2023 à 13:27, Bruno- a dit :

la magnitude globale de l'objet et

 

Bonjour, je crois que le nom correcte est "Albedo," j'ai regardé la traduction en Français qui donne le même mot, qui sans doute est latin?

[Bruno- 3 984]

L'albédo, c'est autre chose, c'est le rapport entre la quantité de lumière réfléchie et la quantité de lumière reçue (du Soleil), c'est un nombre sans dimension. Par exemple la neige réfléchit une grande partie de la lumière du Soleil : elle a un albédo élevé (autrement dit elle n'absorbe pas beaucoup de la chaleur du Soleil, et c'est pourquoi, quand il y a de la neige, le sol est plus froid). L'albédo des planètes peut se mesurer en comparant la quantité de lumière reçue (calculable à partir de la distance au Soleil) et celle réfléchie (dépend de la magnitude de la planète). Ça donnait autrefois une première indication de la composition du sol ou de l'atmosphère de la planète.

 

Là on parle de la magnitude surfacique (magnitude par taille angulaire au carrée).

Modifié 14 septembre 2023 par Bruno-

[jgricourt 160]

Juste pour compléter ce qui a été expliqué très justement par Bruno, implicitement tel qu'est réalisé le calcul des magnitudes surfaciques, on parlera d'un objet du ciel profond de référence pour comparer tous les autres, cet objet à la particularité d'avoir un éclat E = 1 réparti sur une aire valant par convention 1 unité (ici 1 arcmin). Lorsque un objet possède une surface de 1 arcmin alors sa magnitude surfacique égale sa magnitude intégrée c'est presque le cas de l'anneau de la Lyre M 57 avec un magnitude surfacique de 9.6 et visuelle de 9.4.

 

Ce type de mag reste parfois théorique et celà pour plusieurs raisons ;

 

- Il  y a des objets du ciel profond qui n'ont pas une magnitude surfacique uniforme, il y a en général des nodosités des parties plus lumineuse et d'autres quasi invisibles sous un même grossissement

- La dimension d'un objet varie énormément d'un catalogue à l'autre car personne n'a vraiment définit en quoi cela consistait, en effet où s'arrête la limite d'un objet ?

- Il faut tenir compte de la brillance du fond du ciel avant de parler de détection, enfin tout ça a été discuté il y a longtemps dans un ouvrage "Visual Astronomy of the Deep Sky" de Roger Clark que je recommande vivement !

- Les objets du ciel profond émettent parfois dans des bandes très étroites : OIII, Ha etc ... ce qui les rend encore plus difficile à détecter que des galaxies ou des étoiles à l'oeil nu pour lesquelles le spectre lumineux est mieux représenté en général

 

Modifié 23 septembre 2023 par jgricourt

[Bruno- 3 984]

Il y a 6 heures, jgricourt a dit :

Ce type de mag reste parfois théorique et celà pour plusieurs raisons

 

Pour les galaxies, les magnitudes et la magnitude de surface sont en général fiables. La plupart des galaxies ont une magnitude de surface entre 12 et 15 et on peut dire, en gros, qu'elles sont de brillance de surface élevée (« lumineuses ») entre 12 et 13, moyenne entre 13 et 14, faible entre 14 et 15 (au-delà de 15, ça existe et c'est très faible). Mais la magnitude (globale) reste le critère le plus important pour la visibilité. Par exemple dans un 200 mm, je vois en plaine des galaxies jusqu'à la magnitude 12-13 : 13 pour celles qui ont une brillance de surface élevée, 12 pour une brillance de surface plutôt faible. Si je veux donner juste un chiffre, ce sera 12½. (Les galaxies de cette magnitude sont bien sûr très faibles à l'oculaire puisqu'on est à la limite de visibilité.) Au 300 mm j'atteins une magnitude de plus : 13-14.

 

Une remarque : j'utilise les magnitudes surfaciques du Third Reference Catalogue of Galaxies, qui sont utilisées dans le NIght Sky Observers' Guide : leur définition est précise parce que les dimensions sont définies précisément : on trace les isophotes de magnitude surfacique, et on s'arrête à l'isophote B24 (ou B25, je ne sais plus) : magnitude surfacique = 24 (ou 25 ?) par seconde d'arc carrée dans la bande B. La surface de la galaxie étant ainsi définie, on peut calculer la magnitude surfacique B (moyenne), qu'on convertit en V grâce à la connaissance de l'indice de couleur global (B-V) de la galaxie.

 

Pour les nébuleuses planétaires, je trouve très utile de regarder la somme V + SV (magnitude globale dans la bande V + magnitude surfacique dans la bande V). J'ai fais quelques essais et comparé avec mes observations, je trouve que ça marche pas mal. Au 300 mm, je vois des nébuleuses planétaires jusque V + SV ~ 27. On peut classer ces nébuleuses par leur V + SV :

− Abell 21 (Méduse) : 10,2 + 16,4 = 26,6 --> très faible au 300 mm.

− NGC 7048 : 12,1 + 12,1 = 24,2 --> faible, mais moins que la précédente (bien que V soit plus grand).

− M97 (Hibou) : 9,8 + 12,4 = 22,2 --> plus facile que NGC 7048 (malgré son SV plus grand).

− NGC 7293 : 7,6 + 13,2 = 20,8 --> facile à faible grossissement et vue au chercheur.

− NGC 7026 : 10,9 + 8,5 = 19,4 --> lumineuse − on dirait une « grosse étoile (verte et allongée) ».

On le voit dans ce classement, la magnitude globale seule ne dit pas tout, mais la magnitude surfacique seule non plus, et je trouve que le V + SV permet un classement compatible avec les observations.

 

Modifié 23 septembre 2023 par Bruno-

[jgricourt 160]

Il y a 2 heures, Bruno- a dit :

Une remarque : j'utilise les magnitudes surfaciques du Third Reference Catalogue of Galaxies, qui sont utilisées dans le NIght Sky Observers' Guide : leur définition est précise parce que les dimensions sont définies précisément : on trace les isophotes de magnitude surfacique, et on s'arrête à l'isophote B24 (ou B25) : magnitude surfacique = 24 (ou 25) dans la bande B.

 

Oui le catalogue RC3 de Gérard de Vaucouleurs définie ce qu'est la dimension des galaxies dans son catalogue mais je ne sais pas si cela fait autorité pour les autres catalogues, on peut quand même s'en servir de base pour soit même. Je possède également les 2 volumes du "NIght Sky Observers" les objets y sont effectivement très bien documentés du point de vue de l'observateur (vs du point de vue scientifique) je ne savais pas par contre que les mag surfacique provenaient du RC3 je n'ai pas retrouvé cette information en relisant les premières pages des volumes. Attention nos yeux sont plus sensible dans le jaune et le vert et une bonne partie du spectre pris en compte par ces magnitudes dans la B sont quasi invisibles pour nous (NSOG page 2). Je suis d'accord aussi il faut traiter les différents types d'objets différemment car ils ne montrent pas le même flux lumineux uniforme sur tout le spectre (mag B) ni la même répartition de ce flux sur sa surface. C'est intéressant ton approche en cumulant la mag S et SV on prend en compte directement 2 informations essentielles pour savoir si un objet sera facilement visible ou pas, il faudra alors mettre cela en regard de la capacité de l'instrument et de son grossissement employé (par la mag limite ça doit le faire).

 

J'ai vu ton catalogue très complet sur ton site je me permets de le rappeler ici : http://www.astrosurf.com/bsalque/pgc00.htm

 

Je regrette cependant qu'il ne soit pas possible de filtrer simplement les entrées selon les dimensions des objets, leur magnitude, leur couleur, leur hauteur minimum dans le ciel pour une plage horaire donnée etc ... il manque aussi tes précieuses descriptions et appréciations personnelles comme tu avais pu le faire sur un ancien catalogue le fameux Top200, à mon avis il y aurait moyen de faire un truc sympa pour les observateurs ne serait ce que mettre tout ça dans un composant robuste et pratique comme un datatable par ex ? Je digresse là ...

Modifié 23 septembre 2023 par jgricourt

[Bruno- 3 984]

Il y a 1 heure, jgricourt a dit :

je ne savais pas par contre que les mag surfacique provenaient du RC3 je n'ai pas retrouvé cette information en relisant les premières pages des volumes

 

Ce livre utilise les types de galaxies de De Vaucouleurs, et c'est un des rares à le faire, ce qui me suggère qu'il a utilisé le RC3. De toute façon je ne connais pas d'autres sources de magnitudes précises que le RC3, surtout à l'époque de sa parution. Et pour les magnitudes et magnitudes de surface, il me semble qu'il reprend celles du Uranometria Field Guide qui, soit proviennent du RC3, soit sont calculées en fonction du type de galaxies (lorsque le RC3 ne donne que des magnitudes B).

[jgricourt 160]

En fait non j'ai vérifié ce ne sont pas les magnitudes surfaciques surf_brtness_d25 (mag/arcmin^2) du RC3 qui sont reprises dans les volumes du Night Sky Observer Guide  :

 

https://heasarc.gsfc.nasa.gov/db-perl/W3Browse/w3table.pl?tablehead=name%3Drc3&Action=More+Options

 

Objet  ------ Mag Bol Blue RC3 ------- Mag Blue surf RC3 ----- Mag surf NSOG

M 33                6.27                               14.79                              14.2

M 31                4.36                               14.37                              13.6

M 81                7.89                               14.19                              13.0

M 51                8.96                               13.53                              12.6

M 90                10.26                             14.19                              13.6

...

Modifié 23 septembre 2023 par jgricourt

[Bruno- 3 984]

Oui, elles ont été converties en magnitudes surfaciques V. On passe des magnitudes du RC3 (magnitude surfacique B) à celles du NSOG (magnitude surfacique V) en soustrayant le B-V. Je n'ai pas vérifié, mais B-V = 0,6 pour M33 ou 0,9 pour M51 me semble compatible.

[jgricourt 160]

Ok je vois où j'ai mal interprété la colonne du catalogue, c'est bien dans le bleu et pas une mag bolométrique ...

 

Donc oui la correction pour arriver au visuel est l'index B-V : mv = mb - index (B-V)

 

Objet  ------ Mag Blue RC3 ------- Mag Blue surf RC3 ------ Mag V surf RC3 ----- Mag surf NSOG

M 33                6.27                               14.79                     14.79 - 0.55 =  14.24       14.2

M 31                4.36                               14.37                     14.37 - 0.92 =  13.45       13.6

M 81                7.89                               14.19                     14.19 - 0.95 = 13.24        13.0

M 51                8.96                               13.53                     13.53 - 0.60 =  12.93       12.6

M 90                10.26                             14.19                     14.19 - 0.72 =  13.47       13.6

 

Ce n'est pas exactement comme dans le catalogue mais on s'en rapproche quand même.

Modifié 23 septembre 2023 par jgricourt

[Bruno- 3 984]

Ah oui, il y a de petites différences. Ben je ne sais pas...

[jgricourt 160]

J'ai aussi le "Skiff" à la maison et les magnitudes surfaciques y sont indiquées, par contre la préface du livre indique clairement que celles ci proviennent du RC2 !

 

https://www.abebooks.com/book-search/title/observing-handbook-catalogue-deep-sky-objects/author/brian-skiff-christian-luginbuhl/

Modifié 24 septembre 2023 par jgricourt