Occultations d'étoiles par la Lune - mesure du diamètre compliquée

[Matthieu Conjat 1 950]

Salut à tous,

Hier soir la Lune occultait 2 étoiles de magnitude 5.9 et 6.3. J'ai essayé de mesurer la courbe de lumière avec le T400 de l'Observatoire de Nice, et une caméra ASI174. Les étoiles sont suffisamment brillantes, alors j'ai voulu tester le temps de pose minimum pour avoir une bonne résolution temporelle, c'est à dire environ 0.55 ms. J'ai utilisé Firecapture pour l'acquisition et Iris pour l'analyse.

 

SAO 79861 est une géante de type G8III, de distance 610 a.l., SAO 79861 est une étoile de la séquence principale, de type A1V comme Sirius, de distance 430 a.l.

Le champ:

 

SAO 79861:

En gif (images binnées 2 à 2, animation fortement ralentie !)

 

Si on regarde la durée de l'assombrissement (pointillés), ça donne grossièrement 25 millisecondes. Compte tenu de la vitesse de déplacement de la Lune et de l'angle d'attaque du bord lunaire (~45°), ça équivaudrait à un diamètre de 6 millisecondes d'arc, si on considère que l'assombrissement correspond bien à la progression de la Lune sur le disque stellaire.

Seulement, à la distance de SAO 79861, cela correspond à un diamètre de 170 millions de km, un peu élevé pour une géante.

 

SAO 79869:

Le gif:

 

Cette fois, on a un assombrissement qui dure environ 15 ms, soit un angle de 7 millisecondes d'arc, soit environ 140 millions de km. Mais l'étoile est de type A1V, donc son diamètre ne devrait pas trop dépasser 10 millions de km. Tout comme pour SAO 79861, on devine des effets de diffraction juste avant l'occultation, mais je ne sais pas si ça joue beaucoup dans notre cas. Est-il possible que ces mêmes effets de diffraction font qu'on continue à voir l'étoile même quand elle est physiquement passée derrière la Lune?  A moins que ce ne soit des effets relativistes. Si le Soleil peut dévier de 2" la position des étoiles, alors la Lune doit bien pouvoir la dévier de quelques millisecondes...

 

S'il y a des spécialistes dans le coin.

 

Les courbes un peu plus complètes:

 

Matthieu

Modifié 16 avril par Matthieu Conjat

[JPMasviel 922]

C'est une manipe intéressante.

 

Ca me rappelle une présentation faite aux RCE 2016:

http://www.astrosurf.com/jfcoliac/05_comment_occultationslune/aldebaran/aldebaran2_RCE_video.pdf

Je pense que  @brizhell pourrait donner son avis sur l'interprétation des résultats.

 

Jean-Pierre

 

[Matthieu Conjat 1 950]

Ouais, j'avais fait cette mesure aussi, mais en drift-scan avec une audine, et j'avais une résolution temporelle bien moins bonne. Mais j'avais retrouvé le diamètre exact d'Aldébaran (~60 millions de km). Là il y a une grosse différence pour un diamètre d'étoile de la séquence principale.

Je vais relire le pdf avec attention, j'y apprendrai surement des trucs.

 

Matt

[brizhell 2 634]

Salut Matthieu.

 

Super manip !! Surtout de ces étoiles de la séquence principales ! Je me souviens que tu avais fait aussi la manip d'Aldébaran.

L'effet de diffraction à l'air bien présent en effet sur ta première courbe. Dans les vieux papiers du Cerga, on trouve des courbes similaires faites avec des photomètres qui montrent le phénomène.

Pour ce qui est des effets relativistes, je serais plus dubitatif vu la masse de la Lune...

 

Par contre les fluctuations de turbulence locale (la scintillation en premier lieu) à ces échelles de temps sont bien réelles et vu l'amplitude des fluctuations sur le plateau de ta première courbe, ca risque d'être chaud a débruiter.

Pour répondre a ta question sur la diffraction après que l'étoile ai disparu, non, tant qu'une portion de l'étoile n'est pas masquée, la tache d'Airy est présente, mais après le dernier contact, il n'y a plus de photons venant de l'étoile, donc plus de diffraction (il n'y a que la photométrie qui compte dans le phénomène d'occultation).

Dernière source de bruit potentiel, le relief local de la Lune... L'hypothèse d'un relief local à 45° est une approximation, or cela a une influence sur le profil d'extinction de l'étoile (je dois avoir des papiers la dessus si ça t'interesse.

 

Depuis Calern (que je quitte a regret demain...)

 

Bernard

 

PS : Suis fan de ton boulot sur les RR Lyrae dans M3, dès que je rentre chez moi j'essaie !

 

 

 

[jfleouf 3 394]

Pas de réponse à ta question, mais juste un petit message pour dire que j'aime beaucoup ce genre de manip (j'en ai fait quelques une aussi pour le fun). Ceci dit, une différence d'un facteur 10 entre le diamètre attendu et celui mesurer, ça semble étrange.

 

JF

[brizhell 2 634]

12 hours ago, jfleouf said:

Ceci dit, une différence d'un facteur 10 entre le diamètre attendu et celui mesurer, ça semble étrange.

 

Peut être un effet du profil local du relief Lunaire, je dis ça en raisonnant avec les mains, mais ça me semble pas délirant vu la dimension réelle de l'étoile.

[Matthieu Conjat 1 950]

Après, sur l'article de Froeschlé et al. de 1984, ils montrent que pour retrouver le vrai diamètre de l'étoile, il faut avant tout faire une déconvolution du signal mesuré.

Sur les exemples qu'ils donnent, on voit que le signal déconvolué est ~3 fois moins large que le signal observé. On voit bien la variation de la pente en fin de mesure, que j'observe aussi sur mes résultats, qui fausse l'interprétation visuelle:

 

 

Ce qui est marrant, c'est que certaines des mesures publiées dans cet article ont été faites avec le télescope que j'utilise en ce moment (le 40 cm de l’Observatoire de Nice). 40 ans plus tard, je continue les mêmes mesures

 

Du coup, je devrais pouvoir rapprocher mes pointillés sur SAO 79869:

 

Ca me donnerait un diamètre plus proche de 50 millions de km.

C'est pas si facile de mesurer des diamètres précisément, en fait...

 

L'article est ici:

https://articles.adsabs.harvard.edu//full/1985IAUS..111..447F/0000453.000.html

Modifié 21 avril par Matthieu Conjat

[brizhell 2 634]

C'est cet article auquel je pensais, mais en lisant trop vite, j'ai pas pensé a la déconvolution !

Bonne chasse à la PSF propre du coup

 

En effet c'est marrant de refaire ce type de mesures avec le télescope qui a servi à ce papier.