Gain en magnitude sur une CCD

[centauri 465]

Est ce que doubler un temps de pose correspond a doubler la quantité de lumière reçue sur un capteur CCD?

Je suppose qu'on ne peut pas augmenter eternellement le temps de pose et obtenir le gain en magnitude correspondant.

Alors comment calculer la limite théorique du gain en magnitude sur un instrument muni d'une CCD?

[lionel 0]

La réponse du CCD est linéaire : doubler le temps de pose double la valeur des pixels (sauf si on arrive à saturation)

Je pense qu'en posant trés longtemps, on arrive à être limité par le fond du ciel.

Mais, pour un télescope spatial qui pointe loin du zodiaque (pour éviter les lumières zodiacales), je pense qu'on peut avoir la magnitude que l'on veut en posant suffisament longtemps.

J'ai lu que le champs profond d'huble a nescessité des centaines d'heures de pose!!

[maury 0]

La réponse du CCD est censée être linéaire, donc doubler le temps d'exposition double la quantité de signal recue, jusque du moins au niveau de saturation du détecteur. En faisant des poses fractionnées (i.e. 10 poses de une minute plutôt qu'une pose de 10 minutes) on arrive à accumuler autant de "lumière" qu'on veut. Sauf que le problème n'est jamais un problème de lumière (enfin du moins en imagerie conventionelle), mais un problème de rapport signal sur bruit. Le fond de ciel d'un site correct est de l'ordre de magnitude 21 par seconde d'arc. Si tu veux voir une étoile de magnitude 21 (en admettant que tu aies des images de 1" de diamètre), ca correspond à voir que la valeur de fond de ciel de ce pixel là a doublé. Si tu veux voir des étoiles de magnitudes 26 (donc 5 magnitudes plus faibles que le fond de ciel, soit 100 fois plus faibles), ca revient en fait à être en mesure de mesurer le fond de ciel au pourcent près, afin de voir que sur ce pixel là, le fond de ciel est 1% plus fort. Et ainsi de suite. Dans la pratique, ca veut dire aussi obtenir des calibrations avec la précision nécessaire, et c'est ca, plus que le temps de pose qui limite la magnitude limite d'une image. Les astronomes font généralement des dizaines de poses (voir des centaines), en décalant légerement le télescope entre chaque image, de façon à ce que chaque pixel de l'image finale (recentrée) soit formée de la réponse moyenne de dizaines de pixels, qui est bien meilleur à la valeur d'un pixel seulement (qui lui peut être supérieur à la valeur moyenne de plusieurs pourcents).
Autre chose, lorsque tu poses, tu augmentes ton rapport signal sur bruit en fonction de la racine carrée du temps de pose, donc si tu a déjà posé 10 heures, il te faut poser 100 heures pour avoir ensuite une différence sensible, 10000 heures ensuite, etc....
Bref, en théorie, on pourrait poser autant qu'on veut, en pratique on est limité par tout un tas de problèmes.
Avec de bonnes images (là aussi, la résolution est très importante, parce que ta magnitude 21 par seconde d'arc carrée, elle vaut 19.5 si tu as des images de 2 secondes d'arc, ou 23.5 si tu as des images de 0.5") on arrive aujourd'hui à des magnitudes limites de 30-31 avec les plus gros télescopes, utilisés dans les conditions limites.
Alain

[centauri 465]

Merci Alain et Lionel pour vos explications.