Disque solaire Ca K double stack des 9 , 24 et 25 septembre

[christian viladrich 7 845]

Salut à tous,

Je poursuis le traitement des images en retard.

 

Voici pour commencer un erreur intéressante avec cette image prise en double-stack. J'avais oublié de mettre le diaphragme de 75 mm sur la TOA 150. Du coup, je me suis retrouvé à f/7.3 au lieu de f/14.6, ce qui change tout au niveau e la bande passante effective du filtre.

On devine quand même un filament à l'est :

 

 

Le même jour,  mais en ayant cette fois-ci le diaphragme de 75 mm, donc un rapport f/14.6. Ça va nettement mieux au niveau du contraste. Le filament est plus marqué, et on en devine d'autres :

 

On passe au 24 septembre et un seeing pas terrible :

 

Puis au 25 septembre avec un bon seeing et une belle activité. D'abord en simple stack :

 

Puis en double stack :

 

 

Modifié 8 décembre 2023 par christian viladrich

[allhoest 262]

Il n'y a pas à dire, ce n'est pas le contraste qui manque  :-)

Vivement la suite!

Alexandre

[Achaim 4 907]

 

Il y a 20 heures, christian viladrich a dit :

On devine quand même un filament à l'est :

Ouest .........??

"A l est rien de nouveau "

 

En simple et en double sur le  soleil en entier, tu gagnes en contraste , mais je n es pas l.impression que l on gagne en détails ? , En gros arrives tu en traitant après coup le contraste de la première a la deuxième ?

 

[Eric246 268]

Superbes images

Il y a effectivement un sacré gain à diaphragmer.

Bonne journée,

Eric

[MatEX 1 117]

Très belles images !

Je me permets quelques questions pour essayer de mieux comprendre certaines choses. Je comprends l’intérêt du double-stack mais j’aimerais quantifier ce gain par rapport au simple stack. Est-il possible de savoir quel gain fait-on précisément sur la BP effective ? En suivant la logique, un double stack de 2 filtres 1,4 angströms me donnerait une valeur de BP effective avoisinant 1 angström voir inférieur ? Mais est-ce un bon raisonnement ?

Ensuite, le diaphragme est très utile pour du full-disc niveau contraste, certes, mais qu’en est-il de la haute résolution où là c’est le besoin d’une ouverture maximale qui contraint le niveau de détails que l’on veut chercher ?

[christian viladrich 7 845]

Merci à tous, et merci pour vos questions très intéressantes ! Je vais tenter d'y répondre en plusieurs étapes.

 

Il y a 4 heures, Achaim a dit :

 

Le 08/12/2023 à 12:26, christian viladrich a dit :

On devine quand même un filament à l'est :

Ouest .........??

"A l est rien de nouveau "

 

D'abord le filament, il est bien à l'est (autrement dit à gauche sur l'image).

On le voit de façon plus évidente sur l'image prise le même jour en Ca K à Meudon.

Une fois que l'on a repéré les filaments sur l'image de Meudon, on s'aperçoit que l'on en retrouve trois (à l'est) sur mon image faite en double stack, mais bien évidemment avec un contraste inférieur.

 

 

 

[christian viladrich 7 845]

Il y a 4 heures, Achaim a dit :

En simple et en double sur le  soleil en entier, tu gagnes en contraste , mais je n es pas l.impression que l on gagne en détails ? , En gros arrives tu en traitant après coup le contraste de la première a la deuxième ?

 

En fait, le terme "contraste" est un peu un raccourci. Les images simple et double-stack ne montrent pas la même chose. Avec le double-stack, on échantillonne une hauteur plus grande dans la chromosphère. Les détails sont différents.

Autrement dit, si j'augmente le contraste d'une image "simple-stack", je ne retrouve pas les détails de l'image "double-stack".

 

Ce n'est pas très évident de se rendre compte de cela sur les images du disque en entier, il faut un peu d'habitude pour cela. Mais, cela devient plus évident dès que  l'on augmente la focale, comme par exemple ici :

 

 

Les détails de l'image de gauche ne sont pas les mêmes que ceux de l'image du milieu et encore moins ceux de l'image de droite.

 

Au bilan, ce n'est pas une affaire de "contraste" (que l'on pourrait modifier par logiciel), mais bien une affaire de sélectivité du filtre. Autrement dit la capacité du filtre de laisser passer la longueur d'onde que l'on veut observer (ici Ca K) et coupant le reste (la lumière de la photosphère).

 

C'est la même chose en Ha. Utiliser un filtre de plus en plus sélectif permet de mettre en évidence des détails différents (de plus en plus haut dans la chromosphère). Ce n'est pas juste une augmentation du contraste :

 

 

[christian viladrich 7 845]

Il y a 2 heures, MatEX a dit :

Très belles images !

Je me permets quelques questions pour essayer de mieux comprendre certaines choses. Je comprends l’intérêt du double-stack mais j’aimerais quantifier ce gain par rapport au simple stack. Est-il possible de savoir quel gain fait-on précisément sur la BP effective ? En suivant la logique, un double stack de 2 filtres 1,4 angströms me donnerait une valeur de BP effective avoisinant 1 angström voir inférieur ? Mais est-ce un bon raisonnement ?

Ensuite, le diaphragme est très utile pour du full-disc niveau contraste, certes, mais qu’en est-il de la haute résolution où là c’est le besoin d’une ouverture maximale qui contraint le niveau de détails que l’on veut chercher ?

 

Oui, on peut comparer les combinaisons de filtres entre elles en introduisant le concept de "sélectivité" du filtre, qui est le rapport entre la quantité de lumière transmisse dans la bande passante observée (Ha, Ca K, etc.) et la quantité de lumière totale transmise par le filtre.

 

Si la sélectivité est de 100%, cela signifie que le filtre ne transmet que la bande de lumière souhaitée (Ha, Ca K, etc.).

Si la sélectivité est de 50%, cela signifie que 50% ne vient pas de la bande souhaitée, mais d'ailleurs (la photosphère), ce qui pollue l'image et réduit son "contraste".

 

Avec cette définition, on peut faire les calculs à partir du spectre solaire et de la courbe de transmission des filtres. J'ai fait cela pour comparer simple/double/triple stack en Ha :

 

 

 

La chose intéressante que l'on découvre alors en regardant ce tableau, c'est que ce n'est pas la largeur à mi-hauteur du filtre (FWHM) qui compte, mais la largeur à 10% du pic de transmission max. C'est cette largeur à 10% du pic qui détermine le "contraste" de l'image.

 

On pourrait faire le même calcul pour les combinaisons Ca K. C'est dans la to do list pour plus tard ;-)

 

On peut visualiser le phénomène en Ca K de la façon suivante :

 

- en haut le spectre solaire autour de Ca K,

- au milieu, le spectre transmis par le filtre Ca K Alluxa 1 A : la bande Ca K réellement intéressante (Ca K3) est la fine ligne sombre verticale au milieu. Çà "bave" largement sur les côtés (= lumière de la photosphère),

- en bas, le spectre transmis par le double-stack Alluxa 1 A : c'est beaucoup mieux sur les "ailes", autrement dit ça bave beaucoup moins, mais ça bave quand même ...

 

On peut présenter les choses sous la forme du profil de transmission :

 

En rouge : le simple-stack.

En bleu : le double-stack.

La FWHM du double-stack est un peu plus serrée que le simple-stack : 0.9 A contre 1.4 A, mais c'est surtout la bande passante à 10% du pic de transmission qui est fortement réduite : 2.6 A contre 4.0 A. C'est cela qui fait toute la différence en matière de sélectivité.

 

 

Modifié 9 décembre 2023 par christian viladrich

[christian viladrich 7 845]

Il y a 2 heures, MatEX a dit :

Ensuite, le diaphragme est très utile pour du full-disc niveau contraste, certes, mais qu’en est-il de la haute résolution où là c’est le besoin d’une ouverture maximale qui contraint le niveau de détails que l’on veut chercher ?

 

Il y a deux sujets différents :

1) la FWHM d'un filtre dépend du rapport f/d.

2) La résolution qu'il est possible d'atteindre dépend du diamètre de l'instrument (et aussi de la focale, de la taille des pixels, de la longueur d'onde, de la turbulence).

 

Sur la variation de la FWHM effective en fonction du rapport f/d, on a ce genre de courbe pour le Ha et les étalons mica :

 

C'est la raison pour laquelle on dit qu'il est préférable de travailler au-dessus de f/28 avec des étalons mica.

 

Le même phénomène existe en Ca K. C'est ce qui explique la différence de "contraste" entre la 1er image Ca K que j'ai montrée à f/7.3 et la suivante à f/14.6.

Sur les mesures que j'ai pu faire avec le filtre Ca K Alluxa de 1 A, on peut voir que la valeur optimale est f/20. D'où le diaphragme sur la TOA 150 quand je travaille au foyer pour les images du disque en entier

 

2) Sur les images du disque solaire en entier, la résolution est limitée avant tout par la taille du pixel, ici 3.75 microns (IMX533). L’échantillonnage est de 0.7 arsec/pixel. Le résolution théorique avec une ouverture de 75 mm étant de 1.1 arsec (dans le proche UV), je suis sous-échantillonné. Autrement dit, je pourrais utiliser un diaphragme de 65 mm et conserver la même résolution.

 

Bien évidement, pour les images "haute résolution", l'ouverture entière (150 mm) de la lunette est utilisée. Je suis alors à f/20, ce qui est optimal aussi bien en terme de rapport f/d pour le filtre, qu'en terme d'échantillonnage pour la résolution (pixel de 2.9 microns avec l'ASI290).

 

 

 

[Achaim 4 907]

Le 09/12/2023 à 14:25, christian viladrich a dit :

double-stack, on échantillonne

Échantillonner ??

Qd on fait du double , on change la valeur  , mais ce que je ne comprend pas , si on descend la valeur pour avoir plus de contraste , on change donc la valeur de la longueur d onde ( après la virgule j entent) 

Et comme tu dis on a des détails de plus en plus haut , du coup pourquoi parler de contraste puisque en fait ce sont juste des choses différentes que l on observe 

A moins que les détails s ajoutent et se superposent , ce qui reviendrai à donner ce fameux contraste ..ou alors que les détails vu a 0.5 sont d origine plus contrastés que ceux vu a 1A.....??

 

 

 

[Achaim 4 907]

Le 09/12/2023 à 14:15, christian viladrich a dit :

 

D'abord le filament, il est bien à l'est (autrement dit à gauche sur l'image).

 

Ah ok ....je ne savais pas qu.en solaire on inverssai...ma  réaction étant de visu , la logique des points cardinaux , ouest a gauche ,ect....

[christian viladrich 7 845]

il y a 40 minutes, Achaim a dit :

Ah ok ....je ne savais pas qu.en solaire on inverssai...ma  réaction étant de visu , la logique des points cardinaux , ouest a gauche ,ect....

 

En fait, il n'y a rien d'inversé

 

Si on regarde en direction du ciel plein sud alors l'ouest est à notre droite, et l'est à notre gauche. Les points cardinaux sont toujours là où ils doivent être.

 

[Achaim 4 907]

Ok ok ...en fait je me suis mis à l exterieur comme si je regardais le soleil a la place de la  terre....bon a y réfléchir j avoue que c est un peut tordu comme démarche 😄....

[MatEX 1 117]

Le 09/12/2023 à 14:38, christian viladrich a dit :

Si la sélectivité est de 100%, cela signifie que le filtre ne transmet que la bande de lumière souhaitée (Ha, Ca K, etc.).

Quel serait le fwhm nécessaire pour isoler complètement la raie du Cak ? Éventuellement, celles du Cah et du Ha ?

 

Le 09/12/2023 à 14:38, christian viladrich a dit :

 

On peut présenter les choses sous la forme du profil de transmission :

 

En rouge : le simple-stack.

En bleu : le double-stack.

La FWHM du double-stack est un peu plus serrée que le simple-stack : 0.9 A contre 1.4 A, mais c'est surtout la bande passante à 10% du pic de transmission qui est fortement réduite : 2.6 A contre 4.0 A. C'est cela qui fait toute la différence en matière de sélectivité.

 

 

Une question stupide : y aurait t’il un intérêt même minime à double stacker un filtre à bande moins étroite, typiquement un Antlia 393-3 nm ? On resterait bien entendu dans la photosphère mais obtiendrait-on plus de contraste sur les plages faculaires avec une légère augmentation de l’altitude des couches observées ? Si par un heureux hasard, oui, alors quel pourrait être le nouveau fwhm resultant ( si tant est qu’on peut le calculer… ) ?

 

Merci pour toutes ces clarifications.

[christian viladrich 7 845]

Il y a 2 heures, MatEX a dit :

Quel serait le fwhm nécessaire pour isoler complètement la raie du Cak ? Éventuellement, celles du Cah et du Ha ?

 

La réponse n'est pas facile dans la mesure où la bande passante à 50% ( = FWHM) n'est pas le bon paramètre pour juger de cela (à cause de la transmission dans les ailes de transmission du filtre). Donc la réponse est différente selon que l'on est en simple-stack ou double-stack.

Si on devait malgré tout dire un chiffre pour Ca K ou H, on pourra retenir 0.3 A FWHM.

 

Sur cette suite de spectres, on a d'abord le spectre du Soleil autour de Ca K, puis le spectre transmis par le filtre Alluxa 0.1 nm (0.14 nm FWHM réel), puis le même en double-stack :

 

 

Le centre de la raie est la fine raie verticale plus sombre au milieu du spectre transmis. C'est vraiment le cœur de Ca K. Sa largeur fait environ 0.2 A.

 

D'un point de vue technique, il n'est pas faisable de faire des filtres dielectriques plus serrés que 0.1 nm FWHM (0.14 nm réel).

 

Pour avoir une bande passante plus serré, il faut passer à des étalons (étalons à air ou à mica) ou à un filtre de Lyot.

 

Les étalons mica Ca K ou H serrés (< 0.2 nm FWHM) sont très difficiles à fabriquer. C'est la raison pour laquelle dans les observatoires pro, on a plutôt des étalons à air double-stack.

 

On a pas mal discuté de l'influence de la FWHM en Ca K sur Solar Chat :

 

https://solarchatforum.com/viewtopic.php?t=42533

 

 

 

Modifié 15 décembre 2023 par christian viladrich

[christian viladrich 7 845]

Il y a 2 heures, MatEX a dit :

Une question stupide : y aurait t’il un intérêt même minime à double stacker un filtre à bande moins étroite, typiquement un Antlia 393-3 nm ? On resterait bien entendu dans la photosphère mais obtiendrait-on plus de contraste sur les plages faculaires avec une légère augmentation de l’altitude des couches observées ? Si par un heureux hasard, oui, alors quel pourrait être le nouveau fwhm resultant ( si tant est qu’on peut le calculer… ) ?

 

La réponse est en partie dans cette figure :

 

On constate le gain de contraste obtenu entre la configuration EO394-10 (donc FWHM 10 nm) + Alluxa Ca K 0.14 nm -à gauche) et la suivante où l'on remplace l'EO394-10 nm par l'Alluxa 0.37 nm (au centre).

Mais le gain est principalement dû à la courbe de transmission de l'Alluxa 0.14 nm :

 

Les filtres EO 394-10nm ou Alluxa 0.37 nm jouent surtout le rôle de bloqueur, avec un blocage nettement plus important pour l'Alluxa.

 

Ajouter un Antlia 393-3 nm sur la configuration de l'image de gauche ne changerait probablement pas grand chose. Et n'aurait certainement aucun impact sur la configuration au centre ou à droite.

 

 

 

[MatEX 1 117]

Il y a 5 heures, christian viladrich a dit :

Le centre de la raie est la fine raie verticale plus sombre au milieu du spectre transmis. C'est vraiment le cœur de Ca K. Sa largeur fait environ 0.2 A.

 

D'un point de vue technique, il n'est pas faisable de faire des filtres dielectriques plus serrés que 0.1 nm FWHM (0.14 nm réel).

 

Pour avoir une bande passante plus serré, il faut passer à des étalons (étalons à air ou à mica) ou à un filtre de Lyot.

 

Les étalons mica Ca K ou H serrés (< 0.2 nm FWHM) sont très difficiles à fabriquer. C'est la raison pour laquelle dans les observatoires pro, on a plutôt des étalons à air double-stack.

 

On a pas mal discuté de l'influence de la FWHM en Ca K sur Solar Chat :

Merci pour ces explications détaillées. J’apprends de nouvelles choses.

 

Il y a 5 heures, christian viladrich a dit :

 

La réponse est en partie dans cette figure :

 

On constate le gain de contraste obtenu entre la configuration EO394-10 (donc FWHM 10 nm) + Alluxa Ca K 0.14 nm -à gauche) et la suivante où l'on remplace l'EO394-10 nm par l'Alluxa 0.37 nm (au centre).

Mais le gain est principalement dû à la courbe de transmission de l'Alluxa 0.14 nm :

 

Les filtres EO 394-10nm ou Alluxa 0.37 nm jouent surtout le rôle de bloqueur, avec un blocage nettement plus important pour l'Alluxa.

 

Ajouter un Antlia 393-3 nm sur la configuration de l'image de gauche ne changerait probablement pas grand chose. Et n'aurait certainement aucun impact sur la configuration au centre ou à droite.

 

 

 

Oui, en effet, je comprends bien ce non-intérêt. Mais je pensais plus précisément à l’utilisation en double stack de deux filtres Antlia 393-3 nm ( tiltés l’un par rapport à l’autre ). Je ne possède pas ( encore ) de filtre Alluxa. C’est un investissement. Je me projettais donc avec des moyens plus à ma portée…

[christian viladrich 7 845]

Il y a 2 heures, MatEX a dit :

Oui, en effet, je comprends bien ce non-intérêt. Mais je pensais plus précisément à l’utilisation en double stack de deux filtres Antlia 393-3 nm ( tiltés l’un par rapport à l’autre ). Je ne possède pas ( encore ) de filtre Alluxa. C’est un investissement. Je me projettais donc avec des moyens plus à ma portée…

 

Pour le coup, je n'ai pas vraiment d'élément là-dessus. Je pense qu'il devrait y avoir un gain en contraste, et aussi une tendance à aller vers quelque chose qui présente un air de famille avec du Ca K "large bande". Mais c'est plus une intuition qu'autre chose.

 

Au fait, en exposant massivement le disque, on arrive à voir les protu avec un filtre 393-3 nm

 

 

A refaire dans de meilleures conditions.

[MatEX 1 117]

il y a 51 minutes, christian viladrich a dit :

Au fait, en exposant massivement le disque, on arrive à voir les protu avec un filtre 393-3 nm

Excellente nouvelle !!! J’avoue ne pas avoir essayé avec l’Antlia alors que j’avais tenté le coup vainement avec le Baader 8 nm. Plus qu’à attendre les éclaircies !

[christian viladrich 7 845]

Il y a 13 heures, MatEX a dit :

Il y a 14 heures, christian viladrich a dit :

Au fait, en exposant massivement le disque, on arrive à voir les protu avec un filtre 393-3 nm

Excellente nouvelle !!! J’avoue ne pas avoir essayé avec l’Antlia alors que j’avais tenté le coup vainement avec le Baader 8 nm. Plus qu’à attendre les éclaircies !

 

Si quelqu'un a un filtre Ha de 3 nm, ce serait intéressant d'essayer aussi. Pour ma part, je n'ai qu'un filtre de 12 nm. Beaucoup trop large a priori.

[MatEX 1 117]

Il y a 6 heures, christian viladrich a dit :

Si quelqu'un a un filtre Ha de 3 nm, ce serait intéressant d'essayer aussi. Pour ma part, je n'ai qu'un filtre de 12 nm. Beaucoup trop large a priori.

 

C’est exactement ce qui me ronge depuis plusieurs mois maintenant. Mais, vu les prix du halpha 3 nm pour le peu d’utilisation que je compte en faire, j’hésite encore…

Je viens de tester mon cak 3 nm cet après-midi en sur-exposant le Soleil. Aucun relief apparent sur le limbe. Je soupçonne en plus une fuite de lumière vers l’intérieur du tube. Mon filtre astrosolar ne ferme pas hermétiquement l’entrée du tube. Il y’a un passage par l’arrière puisque mon filtre est trop grand. J’espère que ce n’est pas trop gênant puisque la lumière du Soleil ne peut pas rentrer directement…