Résolution et diamètre

[Zorglub 0]

Jean-Marie:

Tu resumes en une simple phrase ce que je pense.
Thierry

[Pierre-Marie 69]

Jean-Marie ?

[Zorglub 0]

Pardon Pierre-Maris
Non!!! Pierre-Marie
Thierry

[-ms- 2]

" je n'ai pas bien compris ce qu'il faut faire dans ce logiciel pour simuler une observation de planètes "

Il suffit de charger une image (jpeg, bmp, tiff) du style Jupiter vu par Hubble ou Saturne vue par T.Legault pour mesurer les effets de la turbulence, de l'obstruction et autres imperfections ...

Un instrument de 300mm et + c'est bien en France pour observer le ciel profond.

Pour ces diamètres les étoiles doubles ou les planètes sont observables quand la turbulence est de l'ordre de 0,20.

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[David Vernet 131]

Beau débat, je ne sais pas par ou commencer
Bon alors concernant la simulation de Bruno sur Aberrator, pourrais tu me filer les paramètres exacts de ta simulation pour que je puisse la reproduire de mon côté et repérer un éventuel piège car tes résultats sont très surprenant et en aucun cas le reflet de la réalité si l'on compare 2 instruments de même qualité optique mais de diamètre différent.

Sur le principe: Pas mal de chercheurs autour de moi passent leur journée à simuler de la turbulence, et malgré tout ils ont beaucoup de mal à épouser parfaitement la réalité. Il suffit de comparer une petite vidéo d'une turbulence réelle avec une autre vidéo de turbulence synthétisé, ben c'est pas toujours très convaincant...
Donc soyons de toute façon prudent sur une simulation basique de turbulence dans Aberrator...

On définit la dégradation de la turbulence par son R0, c'est à dire par la taille d'une cellule cohérente de turbulence (fenêtre dans laquelle on aura de la lumière cohérente qui va donc former une tache de diffraction). Le tout va encore être modulé par du tilt et du piston. D'autre part ces cellules de turbulence incohérentes entre elles, vont parfois se remettre en phase, l'une par rapport à l'autre, ca va donc créer une interférence entre 2 "fenêtres" ou trou. Si on multiplie ca par le nombre de fenêtres, on crée alors des phénomènes d'interférences complexes que l'on appelle des speckles (ou tavelures en français). A. Labeyrie a démontré que le diamètre moyen de ces speckles (que l'on peut voir sans problème à fort grossissement) sont en moyenne du même diamètre que la tache de diffraction théorique de l'instrument.

Le fait que ces cellules de turbulence entre elles soit modulées par du tilt et du piston, et que ces modulations soient plus importantes entre des cellules plus éloignées entre elles, soit plus dégradant pour un gros instrument que pour un petit est vrai. Mais ceci est surtout reconnu pour des instruments de plusieurs mètres d'ouverture et là on parle d'instruments de quelques dm au maximum !

On peut donc considérer, que sauf turbulence vraiment forte où je ne vois de toute façon pas l'intérêt de sortir un télescope, la turbulence ne limitera pas plus un télescope de 400 qu'une lunette de 100 mm. Le pouvoir séparateur sera donc limité par le R0 de la turbulence, sur les 2 instruments. Ces 2 instruments seront donc égaux devant une étoile double.
Prenons un exemple concret : on a un R0 de 100 mm.
La lunette de 100 mm montrera donc d'une étoile une tache de diffraction théorique, éventuellement modulé par des ordres supérieur de la turbulence sur le premier anneau (anneau parfois interrompu).
Le 400 lui, sera limite par le R0 de 100 mm. On aura donc à la place d'une tache de diffraction ( 4 fois plus fine en théorie que sur la lunette) 16 speckles dans l'image. Chaque speckle est environ du même diamètre de la tache de diffraction théorique de l'instrument.
Si on mesure en pose longue la tache image que forme ces 16 speckles bougeant dans tous les sens et l'image de la lunette, monospeckle à ce moment là, on verras alors que la tache image sur le capteur sera de la même dimension que pour la lunette (à luminosité égale sur le capteur bien entendu).
Autrement dit, si l'on fait une coupe dans les 2 images, 4 speckles sur le 400 sera égal en diamètre à 1 tache de diffraction sur la lunette de 100 mm.
On ne perd donc pas en terme de résolution avec le 400, tout en gagnant en magnitude et en contraste.

Comme le 400, contrairement à la lunette, n'a plus de tache de diffraction, qui a été remplacée par un bouillonnement de speckles, il est vrai de dire qu'il est plus sensible à la turbulence, car étant donné son pouvoir résolvant 4 fois plus important, il sera plus rapidement limité que la lunette à turbulence égale. Par contre cela ne veut pas dire qu'en terme de résolution, il serait plus limité que la lunette.
D'autre part, dès que la turbulence se calmera, le 400 reprendra évidemment nettement l'avantage sur la lunette sur la séparation des doubles par exemple.

En pratique : on compare bien souvent de mauvais télescopes (ou mal collimaté) avec de bonnes lunettes. Donc les lunettes peuvent avoir le dessus dans ce cas là et seulement dans ce cas. Par contre je n'ai JAMAIS rencontré le cas, où une lunette d'un diamètre inférieur donnait une résolution meilleure qu'un bon télescope, et celui qui me prétend le contraire, je l'invite à mettre sa lunette en parallèle avec un de mes télescopes pour faire des test avec tout ce qu'il veut, étoiles doubles, planètes etc... et alors on verras...

J'avais fait cet essai avec mon 250 et une AP de 155. En aucun cas l'AP n'était supérieure en terme de résolution par rapport au 250, et ce quelque soit la turbulence du moment qui était plutôt quelconque (R0 variant entre 50 et 100 mm).
J'ai aussi réitéré ce test mais en diaphragmant un télescope pour lutter contre une légende qui veut qu'en planétaire un grand télescope Dobson est meilleur avec un diaphragme hors axe plutôt qu'a pleine ouverture. On a montré de manière absolument évidente qu'avec un tel diaphragme et avec une bonne optique, on ne gagnait absolument rien en terme de résolution alors qu'on perdait beaucoup en contraste. Le diaphragme n'avait donc STRICTEMENT AUCUN intérêt.

Sinon pour répondre à Muller : Oui, l'obstruction permet diminuer la taille du pic central, mais au détriment du renforcement des anneaux. Donc peut être que dans le cas d'une double ou tu n'as pas de différence de magnitude entre les 2 étoiles, tu pourras peut être gagner un peu. Mais dans la réalité, tu risque de perde en contraste ce que tu gagne un peu en résolution, et le tout, modulé par un peu de turbulence fera que ta manip n'aura pas vraiment d'intérêt.
Si tu veut t'amuser à modifier la tache de diffraction, alors vas y carrément et met devant ton miroir un diaphragme carré. Ce genre de manip peut s'avérer très utile pour détecter des compagnons faibles et très serrés que tu places alors entre les aigrettes de la diffraction d'une pupille carré.

[Ce message a été modifié par David Vernet (Édité le 31-05-2002).]

[Bruno- 3 979]

Les paramètres que j'ai employés, c'est ceux du logiciel quand on le lance pour la première fois, avec : D = 300 mm puis 200 mm puis 120 mm, et les valeurs de turbulence de 0,50" puis 0,25" puis 0,10". L'étoile double est écartée de 1". Tout le reste a été laissé tel quel, notamment tous les défauts sont à 0, le F/D est à 10 et il n'y a pas d'obstruction centrale.

À l'affichage, j'ai simplement grossi "suffisamment", un peu moins de x1000 avec le 120 mm et près de x2000 avec le 300 mm. La table des couleurs est celle que l'on obtient par défaut (ou en faisant "reset" dans "image setting").

<< Autrement dit, si l'on fait une coupe dans les 2 images, 4 speckles sur le 400 sera égal en diamètre à 1 tache de diffraction sur la lunette de 100 mm. >>

Exact. Mais le petit diamètre donne deux gros ronds dégradés et non plein de fins speckles partout... À faible grossissement la duplicité est vue à la limite alors qu'au même grossissement que le 300 mm ça n'a plus l'air si évident... Par ailleurs l'image turbulente n'est jamais la même, je ne sais pas si c'est un défaut du logiciel ou au contraire un réalisme de simulation très poussé !

Bon, je vais passer aux planètes maintenant...

Bruno.

[David Vernet 131]

Ah, j'ai pas ca chez moi.
Bon je pense que je ne dois pas avoir la dernière version d'Aberrator, je vais aller voir ca.
Sinon, sur ton petit instrument, c'est normal que tu n'ai pas plein de speckles, car beaucoup de speckles implique que ton R0 doit être très inférieur au diamètre de ton instrument.

Sinon coté réalisme, il faudrait quasiment qu 'Aberrator te génère un .avi de quelques secondes pour vraiment se rendre compte. Mais c'est vrai que si il génère à chaque fois une turbulence différente à un instant donné, je ne vois pas comment les images peuvent être instantanément comparables entre elles...

[Ce message a été modifié par David Vernet (Édité le 31-05-2002).]

[David Vernet 131]

Ah!

Bon c'est bon j'ai la dernière version d'Aberrator.
Alors, effectivement il faut que tu te fasse une moyenne de la turbulence car son logiciel est assez bien foutu. Fais toi quasiment un .avi sur une centaine d'images si tu veut que ca soit parlant et tu verras alors très bien que sur une ouverture de 100 mm ou de 400 mm, tu dédouble statistiquement la même double de la même façon si c'est la turbulence qui te limite.
Par contre, je ne connais pas l'unité dans la case turbulence. Mais quand je met 0.5 ca explose déjà bien une double séparé de 2" d'arc, t'es sur que l'unité est en seconde d'arc de turbulence?

Pour ceux que ca intéresse, Aberrator est télechargeable ici et illustre assez bien notre débat : http://aberrator.astronomy.net/

[Ce message a été modifié par David Vernet (Édité le 31-05-2002).]

[Bruno- 3 979]

Pour l'unité de turbulence je n'en sais rien, qu'est-ce-que ça pourrait être d'autre ?

Quand j'ai vu les chiffre, je me suis dit quelque chose comme "ah oui, Danjon et Couder donnent des valeurs de la turbulence..." du coup j'ai été voir ce qu'ils disent et ils donnent des valeurs en secondes d'arc. Je les ai utilisées sans trop me poser de questions...

Quoiqu'il en soit, l'intérêt de la question était surtout de savoir si la dégradation due à la turbulence allait jusqu'à rendre un gros instrument moins performant qu'un petit, ce qui m'étonnait quand même... D'après toutes vos réponses, ce n'est donc pas le cas (mais à condition de savoir décrypter l'image).

Bruno.

Bruno.

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[David Vernet 131]

Alors je viens de regarder, la valeur c'est du lambda RMS sur l'onde. Donc rien à voir avec une quelconque valeur de séparation.

Par contre ce que je ne capte pas, c'est qu'un lambda RMS pour une ouverture de 100 mm ca doit pas être le même que pour une ouverture de 400, mais comme le diamètre de tache moyenne est la même quelque soit le diamètre d'ouverture choisi quand on reste à la même valeur de turbulence, ca doit certainement etre une façon d'exprimer une valeur absolu de turbulence, mais là je connais pas trop... Nous on se sert du R0, c'est plus clair et ca reviendrait aussi à exprimer une valeur de turbulence en séparation angulaire, mais là de toute évidence c'est pas ce que fait Aberrator.

[Laurent 60]

La construction du front d'onde se fait à partir de fractales pour arriver à un RMS donné.

L'algorithme de construction du front d'onde tient compte de la planéité relative du front sur des petites surfaces. J'ai cru comprendre que cela joue sur les pentes ce qui avantage les petites ouvertures. En fait donc entre les ouvertures, pour un même RMS, le front d'onde est plus ou moins chaotique.

Il y a d'autres paramètres.

J'ai trouvé cela dans le livre de Suiter.

[David Vernet 131]

Ok, mais ce que je ne comprend pas, c'est que normalement, 1 lambda RMS sur l'onde pour une ouverture de 400 ne doit pas donner la même chose sur le ciel que 1 lambda RMS sur l'onde pour une ouverture de 100 mm. Et là pourtant c'est bien le cas.
D'ailleurs quand tu simule l'interférogramme d'une même turbulence sous Aberrator avec 2 différentes ouvertures, tu as 2 interférogrammes différents , ce qui est contradictoire avec ce que l'on fait habituellement où pour un Interférogramme identique, quelque soit le diamètre, on a une valeur RSM identique.
Donc il y a toujours un truc que je ne comprend pas ou une convention que je ne connais pas pour simuler la turbulence...

[Ce message a été modifié par David Vernet (Édité le 31-05-2002).]

[Laurent 60]

Oui, c'est bien ce qu'indique Suiter d'ailleurs. L'algorithme de construction est bien "altéré" en fonction de l'ouverture.

Il peut y avoir un bug dans Aberrator. Je trouve les récations de la version 3 bizarres. Je préfère la 2...

[David Vernet 131]

Surtout que dans la version 2 on pouvait faire des animations apparemment, ce qui serait très intéressant dans le cas de la turbulence et que dans la version 3 j'ai beau chercher mais cette possibilité a à priori disparue...

[-ms- 2]

Pour les unités de turbulence :
http://aberrator.astronomy.net/html/turbulence_interface.html

[David Vernet 131]

Oui, ca c'est ce qu'on avait vu.
Mais ca explique pas ce qui pourrait être un bug effectivement...
En tout cas l'utilisation est déroutante car la valeur de turbulence que l'on applique semble être totalement "au pif" puisque non corrélée avec l'ouverture choisie.
Par contre le fait d'avoir une valeur de turbulence identique quelque soit l'ouverture est pratique pour faire des comparaisons mais j'aurais alors préféré un choix de R0 ce qui aurait été bien plus clair.

[Laurent 60]

Disons que cela n'est pas un bug mais une limitation... Le front d'onde s'avère avoir la même forme quelque soit l'ouverture ce qui devrait être OK au dessus de 150 mm ?

Donc pas vraiment possible de faire des comparaisons entre petits et gros instruments avec ce logiciel. Cela eu été trop beau.

[David Vernet 131]

Là par contre je ne suis pas trop d'accord.
A partir du moment ou quelque soit le diamètre, tu as sur une image instantané, exactement le même effet de même diamètre angulaire, c'est bien que Aberrator applique une même turbulence que l'on peut alors parfaitement comparer d'un instrument à un autre.

Compare par exemple une turbulence de 0.6 sur une ouverture de 100 mm et sur une ouverture de 800 avec le même grossissement.
Tu verras, que mis à part la modulation des speckles nettement plus fins sur le 800, on retrouve la même forme générale avec la même amplitude. Par contre pour le lambda RMS sur les ouvertures, ca change forcement tout si tu regarde les interférogrammes ou la carte des fronts d'onde, et dans ce cas ca me semble incompatible avec le fait de donner un lambda RMS sur la turbulence...

[Peter 0]

Je ne voudrais pas vous déranger dans votre discution, mais j'ai une petite question à propos de diamètre et image effective:

Budget mis à part, choisiriez vous un doublet Achromat de 150mm à ouvert à 8 ou un doublet Fluo ouvert à 7 ???

merci,

Peter

[Peter 0]

petit oubli: le diamètre du doublet fluo est de 85mm....

[Peter 0]

Encore un oubli: l'achromat est un SYNTA (vendu sous X^10 marques différentes.. )

[Laurent 60]

Bon... Je voulais dire que l'on ne pouvait pas comparer la sensibilité à la turbulence mais je n'en suis plus si sûr...

Mais je me demande s'il n'y a pas un quiproquo :

- en version 2, c'est bien une valeur RMS que l'on entre (comme indiqué sur la page web) et les fronts d'onde sont identiques quelque soit l'ouverture au GX près

- en version 3, c'est je ne sais quoi mais pas du RMS : la valeur RMS est indiquée sur la sortie Wavefront et ne correspond pas au paramètre introduit, elle varie suivant l'ouverture !...

... Une fluo bien sûr...

[David Vernet 131]

J'ai fait la manip avec la version 3.

Je n'ai pas la version 2 mais est ce que les résultats changent entre la 2 et la 3?

Sur la version 2 si on a donc bien un front d'onde identique quelque soit l'ouverture, on a alors plus le même résultat sur le ciel?

Bon, donc on ne sais pas ce qu'on rentre sur la 3 mais ca aurait l'avantage de pouvoir comparer 2 instruments sous la même turbulence.
C'est tout de même étrange qu'entre la 2 et la 3 il ai changé son unité de mesure, et sans rien dire sur son site. Il y a décidément un truc qui cloche.

Pour la fluo, je sais pas, l'ouverture est nettement supérieur pour la 150, mais bon si le chromatisme est trop important sur la 150...
Comme je connais pas trop ce type de matos, jocker

[Laurent 60]

Jai mis la 2.1 (provisoirement) sur :
http://www.astrosurf.com/laurent/aberrator21.zip

[David Vernet 131]

Ok, merci, j'ai chargé.