M81 à l'oeil nu ...

[yapo 1 777]

Pasionnant ce post sur M81 à l'oeil nu et cette observation est remarquable.
A propos de la magnitude visuelle limite à l'oeil nu (MVLON comme on l'appelle à Ciel Extrême), celle de 8.5 correspond à la limite physiologique dans un noir absolu. En pratique, elle doit être dans les 8.0-8.2 en fonction de la brillance du fond de ciel.
Perso, j'ai déjà obtenu MVLONZ (zénith) = 7.0 dans les alpes à 1650m d'altitude, mais les différences "génétiques" de sensibilité doivent avoisiner la magnitude...

Ci-dessous, le CROA de Brian Skiff à propos de M81 à l'oeil nu, désolé c'est en anglais.

***********************************
As mentioned briefly in the binocular-observing post, I was able to see M81
naked-eye last night from Lowell's Anderson Mesa dark-sky site. In case
others would like to try this, here are some details. For reference, have a
look at Uranometria chart 23, or the relevant chart from the new edition of
Sky Atlas 2000.
The two galaxies lie in a string of faint stars that starts with 24 UMa (also
the variable DK UMa) at the west end, and arcs eastward and a bit south past
M81 and NGC 3077 to a mag. 6 star appearing on chart 24 (brightest of a
triangle). M81 in fact is one element of the string. To have a hope seeing
M81, and to be sure to avoid confusion with a star, you need first to
identify several of these stars. The brighter star about 1.5 degrees west of
M81 is HD 83489, at V mag. 5.7. Next identify the fainter star at the east
end of the string (the one on U2000 chart 24), which is HD 89343 = EN UMa, a
very small-amplitude delta-Scuti star, at V mag. 6.0.
Now, between HD 83489 and 89343 I consistently saw (glimpsed is a better
term, however) at least three star-like objects. First, about 1.5 degrees
east of M81 (and just west of HD 89343), is HD 87703, which is V mag. 7.1. If
this star isn't pretty readily visible (at say the 20-30 percent detection
level), then you probably won't be able get the galaxy. Much more difficult
(at the 5-10 percent detection threshold) is the group of stars shown on the
U2000 chart near NGC 3077. These are HD 86458 (V=8.0), HD 86574 (V=8.2), and
HD 86677 (V=7.9). I saw these three (or perhaps just the closer pair
86458/86677) as a single object. The combined brightness of the three stars
is V=6.8, but the extended nature of the trio means the surface brightness
will be lower to the naked eye than a single star of that magnitude, making
it more difficult to spot.
The third object, repeatedly spotted in the same (correct) place, is M81!
Again, this is a threshold object, which I detected only 5-10 percent of the
time with optimally-averted vision together with the other faint stars just
mentioned. On occasion I also seemed to pick up another star, HD 85828
(V=7.7), which is about 40' south of the galaxy.

Both NGC 253 and NGC 5128 (Cen A) are somewhat closer than M81, which is
probably the most distant discrete object visible to the unaided eye, at
something like 3.6 megaparsecs (11.8 million light-years).
Having tried this observation seriously (and unsuccessfuly) twice before, I
found the key this time was getting all the field stars sorted out. Because
there are several stars of similar brightness nearby, you really must be able
to identify each of these in order to securely locate the galaxy.
Brent Archinal knows of several other observers who have securely identified
M81, including himself, Steve O'Meara, Aristides Tzarellas, and others (?).

\Brian

[Flopin 167]

Comment est définie la mag surfacique ?

[vjac 165]

8,5 ! de quoi faire le Marathon des Messiers à l'oeil nu en 10 min ;-)

Je rejoins à peu près les remarques de Brian :

"First, about 1.5 degrees
east of M81 (and just west of HD 89343), is HD 87703, which is V mag. 7.1. If
this star isn't pretty readily visible (at say the 20-30 percent detection
level), then you probably won't be able get the galaxy."

>Je confirme, celle-ci m'était visible en permanence (100% du temps) et m81 aisément soit plus de 50% du temps.

"Much more difficult
(at the 5-10 percent detection threshold) is the group of stars shown on the
U2000 chart near NGC 3077. These are HD 86458 (V=8.0), HD 86574 (V=8.2), and
HD 86677 (V=7.9). I saw these three (or perhaps just the closer pair
86458/86677) as a single object."

>m'apparaisait rarement en même temps que m81 et l'étoile 7,1 même %age à peu près du temps d'obs que Brian

"On occasion I also seemed to pick up another star, HD 85828
(V=7.7), which is about 40' south of the galaxy."

> pas vue du tout !

A+
Vincent

[frédogoto 2 093]

et bien chapeau bas monsieur

tres interressant tant par la methode que par le resultat.
je ne pensais pas que c'etait possible de faire un tel observation en france, quoi qu'a la reflexion je me souviens plusieur fois avoir vue distinctement M13 a l'oeil nu, alors certe ce dernier et plus brillant que la galaxie...
faudrat tenter le coup la prochaine fois que je verai M13 je me retournerais pour voir...
------------------
chat echaudé crain la tartine beurré quand le sage s'en mord les doigts
-----------------
Frédéric T | | AVEX
Parc régional du Vexin
C9'1/4 EQ6 - mak 127
AVEX • Astronomie du Vexin
CV en ligne

[vjac 165]

Bonne question Dark, la seule info que j'ai pu trouver c sa définition : brillance par unité de surface.

[Flopin 167]

Bon finallement en refléchissant j'ai trouvé, ca peut etre utile de l'expliquer :

C'est simplement la magnitude visuelle divisée par la surface de l'objet, mais comme l'échelle des magnitudes est logarithmique (je ne sais jamais ou est ce h a la con!!) le calcul n'est pas une simple division.

par exemple M33 m=5,7 taille 68,7'x41,6'

En la considérant comme elliptique, ca donne une surface S=68,7*41,6*pi/4=2244,6 minutes carrées

Sa luminosité surfacique sera donc 2244 fois inférieure à sa luminosité visuelle.
L'echelle des magnitudes étant logarithmique, avec un écart de 5 mag pour une différence de luminosité de 100, diminuer la luminosité de 2244 revient à augmenter la magnitude de d=log(2244) en utilisant un log de base racine 5eme de 100 cad ~2,512(qui est la différence de luminosité séparant 2 magnitudes) autrement dit d=ln(2244)/ln(2.512)=8,377

on obtient donc la magnitude surfacique ms=5.7+8.377~14.1

carte du ciel donne 14.2 ca doit etre ca !

PS : je sais pas si c'est tres clair !!

[Ce message a été modifié par DarkFireProut (Édité le 09-01-2005).]

[vjac 165]

Beau travail Dark, le même raisonnement pour m81 donne une magnitude surfacique de 12,8 pour une mV de 6,9, carte du ciel donne 13,2, une petite différence peut-être liée à la forme ou à un autre paramètre ...

[Flopin 167]

oué j'ai essayé sur M31 et je trouve 13.3 au lieu de 13.5 sur CdC. Si on considere les pb de forme et les arrondis ca doit etre ca...

On peut alors donner la formule aprochée : ms=mv-0.262+ln(L*l)/0.921 pour les galaxies qui ont une tronche a peu pres elliptique avec Longueur et largeur en minutes.

[Ce message a été modifié par DarkFireProut (Édité le 09-01-2005).]

[yapo 1 777]

pour la magnitude surfacique, c'est tout à fait ça.

On peut la calculer en magnitude par seconde d'arc carrée également pour comparer directement à la brillance du fond de ciel (entre 19.5 en centre ville et 22.5 dans un site préservé).

mag.surf. = mag.vis. + (1/0.92) x ln (ab/3600)

ou a et b sont les dimensions de l'objet en ".

[Flopin 167]

Ok ! je suppose que c'est une formule officielle? elle vient d'ou?

En fait elles sont identiques à un terme constant près qui correspond au fait que je considérais des objets elliptiques alors que ta formule considère des objets rectangulaires.

[Ce message a été modifié par DarkFireProut (Édité le 09-01-2005).]

[Bruno- 3 999]

Le Sky Catalogue (vol. 2) donne la formule suivante, tirée du "Second Reference Catalogue" (catalogue de galaxies établi par De Vaucouleurs, aujourd'hui il existe un "Third") :

m = B_T + Delta_m + 5 log D - 2.5 log (D/d) - 0.26

B_T : magnitude bleue totale (pourquoi B et non V? ce n'est pas indiqué mais je suppose que c'est parce que, à l'époque du "Second", les magnitudes étaient rarement données en V).

Delta_m : incrément à ajouter pour corriger de l'influence des régions extérieures plus faibles (voir remarque finale). Prendre 0.25 pour les elliptiques, 0.13 pour les S0, 0.11 pour les spirales et les irrégulières.

D et d : dimensions de la galaxie.

Remarque : les galaxies elliptiques, notamment, n'ont pas vraiment de limites marquées. Leurs dimensions dépendent donc de la valeur du fond du ciel. Si le ciel est lumineux, la galaxie apparaîtra plus petite, et sa magnitude sera sous-estimée. Les astronomes utilisent une convention : ils mesurent les dimensions des galaxies jusqu'à la magnitude B=25 par seconde d'arc carrée. Mais on sait bien que certaines galaxies s'étendent plus loin (d'ailleurs il suffit de voir la position de certaines supernovae). Simplement, notre ciel nous empêche de voir ces extensions. Bref, ce niveau de B=25 par seconde d'arc carrée correspond à peu près à ce qu'on peut mesurer sur les plaques de Schmidt de Palomar (qui ont servi à établir la plupart des catalogues sauf les plus récents). Ensuite, on mesure les magnitudes des galaxies en mesurant le flux émis par l'ellipse comprise dans cette zone. Au fait : les dimensions définies ainsi sont nettement plus grandes que les dimensions vues au télescope.

Bref, tout ça pour dire que la correction Delta_m est lié à cette limite conventionnelle. Ils disent : « the magnitude increment must be added [...] where the brightness level is fainter than the cutoff mentionned above. » Je ne comprends pas trop, mais apparamment le "cutoff" en question est la limite B=25, ils ont donc l'air de dire qu'on tient compte de ce qui dépasse de cette limite, ce que je ne comprensd pas.

Si quelqu'un a compris... ?

[yapo 1 777]

Officielle, c'est sûr elle sera dans mon prochain bouquin...

Je ne mets plus la main sur la référence originale, ça devait être dans le CLARK (Visual Astronomy of the Deep Sky) ou un des bouquins de la webb society ,je sais plus. D'ailleurs ta méthode "elliptique" est plus précise.
Mais bon, ça reste un moyenne car si un objet présente des différences importantes de luminosité entre le centre et les bords, ou bien à une forme très irrégulière, la magnitude surfacique est bien moins parlante.

[Flopin 167]

Quand on nous donne une magnitude sans autre précision, c'est une mag bleue??

C'est quoi comme genre de bouquin??? :p

[Ce message a été modifié par DarkFireProut (Édité le 09-01-2005).]

[Bruno- 3 999]

DarkFireProut : excellente question !

Autrefois c'était des magnitudes photographiques, donc presque bleues. Tu connais la "SAC database" ? Les Américains semblent aimer ce catalogue fait par des amateurs, et le logiciel "Guide" l'utilise. Mais ses magnitudes sont souvent bleues. Pareil pour les magnitudes du "NGC/IC project" ! Un coup c'est du B, un coup c'est du V, et donc on ne sait pas de quoi on parle, car il y a presque 1,0 magnitude d'écart entre les deux, en moyenne.

Pour ma part je n'utilise que les données des pros, au moins on sait de quoi on parle. Le RC3 ("Third Reference Catalogue") donne les magnitudes B et pas mal de magnitudes V, ainsi que les incertitudes. Le PGC aussi donne les magnitudes V et leurs incertitudes, et sur plus de galaxies que le RC3. Sur ma page Web, j'ai utilisé ces deux catalogues. Le "Night Sky Observer's Guide" aussi fait la distinction, et donne des magnitudes V quand elles sont connues, sinon B. De plus il utilise les types de galaxies de De Vaucouleurs (même "Guide" ne les donnes pas, enfin si, sous forme codée si on fouille dans les données du RC3... J'en avais parlé à l'auteur, mais ça ne l'a pas intéressé, dommage...). Bref : le "Night Sky Observer's Guide" sait de quoi il parle - encore une raison d'utiliser ce livre.

[Flopin 167]

bref c'est le bazar !!

Pour le visuel la magnitude V serait plus appropriée peut etre. Et tiens pendant qu'on y est, pourquoi il n'y a pas de mag jaune ou rouge ??

[Bruno- 3 999]

Ce n'est pas la bazar si on utilise les magnitudes V pour le visuel (et si on le précise !)

Tiens, prenons M81...

- Burnham's Celestial Handbook (1978) : magnitude 8,0.
- Nébuleuses et Galaxies (Brunier, 1981) : magnitude 7,7.
- Sky Catalogue, vol. 2 (1985) : V = 6,93.
- Third Reference Catalogue (RC3, 1994) : V = 6,94.
- PGC (celui avec 200 000 galaxies, donc vers 2000) : V = 6,90 (+/- 0,10).
- Night Sky Observer's Guide (1999) : magnitude 6,9 V.
- NGC-IC project (constamment mis à jour) : magnitude 7,8.

Au passage, on voit qu'il est inutile de donner deux décimales aux magnitudes (compte tenu de l'incertitude), une seule suffit. Ce que fait le "Night Sky Observer's Guide", autre preuve que c'est un livre sérieux.

[Flopin 167]

ok ! Donc quand c'est pas du V c'est du B.

[Flopin 167]

Pas de réponses pour le jaune et le rouge ? (peut etre historique à cause des surfaces sensibles de l'époque ? )

[yapo 1 777]

Si si y a des magnitudes jaunes et rouges. En fait, tout dépend du filtre utilisé pour la mesure. Les données du Guide Star Catalog par exemple fournissent quantité de magnitudes photographiques jaunes (un filtre devant l'objectif et le tour est joué)... Les rouges on en trouve dans le SA1.0 et SA2.0 (avec du B et du V aussi), toujours photographiques...

[Flopin 167]

ok merci pour les infos !

[Bruno- 3 999]

Yapo : tu parles des magnitudes des étoiles, mais je crois que la question était pour les galaxies.

Le RC3 donne (pas pour toutes les galaxies) les magnitudes B, V et I. Les magnitudes I (proche infrarouge) sont très intéressantes car, souvent, une galaxie qui émet plus en lumière I qu'en lumière V est une galaxie dans laquelle il se passe quelque chose (flambée d'étoiles). Pour M82 : B = 9,30 ; V = 8,41 et I = 5,58. En général, quand I est plus brillante que V, c'est rarement de plus d'une magnitude. Là, l'indice V-I est de 2,83. C'est énorme ! On se doute que ça "barde" dans cette galaxie...

(Pour M81, V = 6,94 et I = 8,59 --> RAS)

[Ce message a été modifié par Bruno Salque (Édité le 11-01-2005).]

[rguinamard 38]

Très interessant ce post! J'apprends plein de choses.
Une question bête:
Les magnitudes surfaciques de M81 ou M33 sont de 13 et 14 donc très loin des limites de détections de l'oeil (autour de 8 à 8.2 d'après Yann), ce qui veut dire que cette notion de mag surfacique ne doit être utile qu'en astrophoto ou au télescope, non?.
Est ce que ça a de l'interêt de comparer la mag surfacique de 2 galaxies pour estimer laquelle sera plus détectable à l'oeil?
Autre question: est qu'avec un télescope ayant une mag limite de 13 lors d'une soirée donnée (sur une étoile?) on pourra voir M81 sur "toute" sa surface puisqu'M81 a une mag surfacique de 13?.
En gros est ce qu'on peut relier cette mag surfacique à quelque chose d'utile pour des observations à l'oeil nu ou au télescope en visuel?

[dg2 2 042]

Ce qui est important, c'est la magnitude intégrée sur une surface égale à la résolution de ton oeil. Deux objets étendus de même magnitude surfacique mais de tailles différentes sont en principe également détectables. Quand les objets deviennent petits, cela change. Un objet ponctuel de magnitude 7 est plus facile à voir qu'un ensemble d'étoiles dont la magnitude intégrée est 7.
C'est pour cela que pour les objets ponctuels (étoiles), la magnitude est donnée alors que pour les objets étendus on peut aussi donner la magnitude surfacique.

Corollaire, plus on est bigleux, moins on voit facilement les objets faiblement lumineux (la tache qui se forme sur le fond de la rétine est trop étalée pour qu'il y ait suffisamment de photons qui excitent une seule terminaison nerveuse). Ce que je ne sais pas, c'est quelle est la résolution moyenne de l'oeil en vision nocturne (en vision diurne, cela peut descendre en dessous de 20", i.e. le diamètre apparent de Jupiter est décelable). Cela permettrait en principe de calculer quelle est la magnitude surfacique limite détectable (pour des objets de taillle supérieure à la résolution de l'oeil).

En pratique, la magnitude d'une galaxie n'est pas du tout uniforme, ce qui rend les considérations de mag surfacique "moyenne" difficile à utiliser.

N.B. les mag surfaciques sont données par seconde d'arc carrée, ce qui est très inférieur à la résolution de l'oeil, d'où les chiffres importants.

Un lien : http://www.starastronomy.org/Library/loso4.html

[Ce message a été modifié par dg2 (Édité le 11-01-2005).]

[Bruno- 3 999]

Je trouve que pour les galaxies, la magnitude surfacique n'est pas vraiment un paramètre utile. En fait, toutes les galaxies, sauf certaines exception (galaxies à très faible brillance de surface) ont une magnitude surfacique de 13 ou 14 (par minute d'arc carrée), même les plus faibles, même celles de magnitude globale 17 ou 18. Alors, bon...

Mieux : je trouve que les galaxies sont presque les seuls objet du ciel profond pour lesquels la magnitude globale a une signification.

Pour les amas ouverts, la magnitude globale ne sert à rien : l'amas peut être vu comme une boule floue ou séparé en étoiles, ou pas vu, sans que la magnitude ne soit une indication. PAr exemple un groupe de 100 étoiles de magnitude 15 aura une magnitude globale de 10. Verra-t-on une tache floue (si les étoiles sont serrées) ou rien du tout ? Bien sûr, un télescope permettant d'atteindre la magnitude 15 montrera les étoiles. On voit que la magnitude des étoiles individuelles est plus intéressante à connaître. DU coup, pour en savoir plus, il faut chercher l'amas.

Pour les amas globulaires, la magnitude est une donnée utile, à condition d'utiliser aussi la classe (I à XII du plus au moins compact) car certains ont une magnitude surfacique très faible.

Pour les nébuleuses, ben... on ne connaît généralement pas la magnitude des nébuleuses diffuses, et pour les planétaires on connaît le plus souvent les magnitudes photographiques, qui peuvent être très trompeuses (j'avais lu une fois que M76, avec sa magnitude 12, était le plus faibles de objets de Messier... hum !) Et puis, certaines sont très compactes et faciles, d'autres sont lâches...

Finalement, pour les galaxies, c'est là où ça marche le mieux. À part quelques rares exceptions, je sais qu'un télescope de 200 mm, sous un bon ciel de plaine, montrera des galaxies jusqu'à la magnitude 13,0 ou presque (12,5 avec certitude). Quelques galaxies compactes pourront être vues au-delà de 13,0 (je parle de magnitude V, ça correspond à presque 14,0 B) mais en gros, la magnitude globale est la meilleure indication pour savoir si une galaxie sera visible ou pas. On peut toujours consulter la magnitude surfacique en cas de doute.

[Flopin 167]

rguinamard : Je pense pas qu'on puisse utiliser la mag limite d'un telescope (donnée pour les étoiles) pour se fixer une limite de détection des objets étendus.

dg2 : t'es pas un peu otpimiste sur la résolution max de l'oeil, j'avais plutot en tête quelquechose comme 1' (varaint évidemment d'une personne a l'autre). Descendre en dessous de 20" me parait excessif...

Bruno : c'est vrai que selon les objet la magnitude surfacique parait bizarre desfois. La magnitude photo se définie comment?

PS : désolé vjac on a un peu dérivé du sujet de départ, peut etre devrait on creer un autre sujet?

[Ce message a été modifié par DarkFireProut (Édité le 11-01-2005).]