Spectres de la pollution lumineuse et nébuleuses

[cbuil 3 446]

Dans un fil récent j'ai présenté une observation spectro de la
nébuleuse NGC 40 :

http://www.astrosurf.com/ubb/Forum3/HTML/036292.html

Il est instructif de voir dans quelles conditions ce spectre a été réalisé, je pense que cela peut interesser ceux d'entre-vous qui
observent des nébuleuses notamment sous un ciel plus ou moins
pollué :

Tout en haut, deux vues de mon observatoire dans une commune proche de
Toulouse. Eclairage boule au sodium classique, mais aussi,
très recemment des lampadaires très blancs et très inquiétants
(qui s'allument sur capteurs de mouvement). Après avoir cru à de la
LED (la chose la plus catastrophique qui soit), en fait
ce sont de la fluo basse consommation.

L'image spectrale en haut montre le spectre observé lorsque le télescope pointe vers des lampes sodium. La pollution est essentiellement centrée autour du doublet jaune du sodium, donnant cette lumière jaune si caractéristique (à l'endroit même du doublet du sodium, vers 5895 A, le gaz haute pression est très absorbant, ce qui produit l'échancrure noire au centre de la zone d'émission).

La deuxième image spectrale en partant du haut est le spectre de l'éclairage "blanc" récemment installé. Les raies très fines (dont une intense dans le bleu), sont produites par de la vapeur de mercure. Les raies ultraviolettes de ce gaz excitent un dépôt fluorescent déposé sur la face intérieure de la lampe, qui produit la distribution de raies observées dans le visible. Ces raies sont assez diffuses.

La troisième image en partant du haut est réalisée en pointant le télescope vers le ciel, en direction de la brillante nébuleuse planétaire NGC 40 (pose de 5 x 600 s par une nuit assez pure). Le spectre montre à la fois les raies d'émission type d'une nébuleuse planétaire, mais aussi la pollution sous-jacente - largement dominée par les lampes sodium HPS. On note que la région de la raie Halpha (dans le rouge) est assez peu affectée par la pollution. C’est ce qui permet de réaliser dans un tel observatoire des études de valeurs scientifiques dès lors que l'instrument est bien adapté à la situation. Ici j'utilise un spectrographe capable de bien discriminer ce qui provient des astres et ce qui provient des lampadaires. Le doublet bleu vert de l’oxygène des nébuleuses [O III] est lui-même bien détaché grâce à la résolution spectrale du spectrographe (c’est une autre affaire avec des filtres spectraux, qui doivent ici être de bande passante très étroite pour éliminer la pollution dans cette partie du spectre). Par ailleurs, le fond de ciel dans l'infrarouge ou le bleu profond est très sombre. En revanche, la raie jaune de l'hélium, à 5876 A, est fortement affectée par la pollution.

En bas, le spectre 2D de la nébuleuse NGC 40 après avoir retiré numériquement la brillance du fond de ciel (une procédure standard en spectrographie). Malheureusement, le bruit de photons induit par le fond parasite ne pas être éliminé, ce qui limite la détectabilité dans la partie jaune.

Tous ces spetres sont réalisé avec un spectro LISA au foyer d'un C9.

Ici une page avec les courbes du spectre de mon ciel nocturne, un classique
pour pas mal d'entre-nous :

http://www.astrosurf.com/buil/pollution/measure.htm

Christian B

[jerome.greblac 138]

très belle démonstration et conclusion Christian
les animaux nocturne doivent eux aussi en compatir a mon avis
ce genre de test devrais etre réalisé dans plus de nos ville car j etrouve ca très intéressant
bravo et merci
amicalement
jérome

[Superfulgur 16 088]

Superbe manip, très intéressant, Christian...

En revanche, je ne reconnais pas la région H alpha, c'est quoi, les deux raies intenses qui l'entourent ?????????????

[marc jousset 709]

Instructif !

Merci Christian.

Marc

[cbuil 3 446]

Superfulgur, les raies qui encadrent la raies Halpha sont des raies
interdites de l'azote [N II]. Elles sont particulièrement intenses dans cette
nébuleuse.

La plupart des astrophotographes qui font des images Halpha du ciel
nocturne font en verités des images hydrogène + azote sans le savoir.
La distance entre les deux raies de l'azote est de 3,6 nm et par exemple,
si on utilise un filtre 10 nm, on prend tout ! La spectro montre que
ce n'est pas si simple (et que l'on fouille mieux bien sur le contenu
coloré de la lumière).

Christian

[Billyjoe 2 944]

Oui manip intéressante,
vivement d autre modèles d ampoules sur nos lampadaires pour couvrir d autres longueurs d ondes

Pour les raies proches du Ha, chez astrodon ils ont fait des filtres Ha si étroits qu ils ont sorti un filtre Azote pour compléter leur gamme.

[polo0258 38 359]

très intéressant christian de nous montrer les spectres de ces différentes
lampes qui contribuent malheureusement à la pollution lumineuse!!
tu ne m'a pas répondu sur ton post précédent et pourtant ma question est peut-être intéressante ou cela manque d'intérêt ?
polo

[cbuil 3 446]

Polo, en fait je ne sais pas répondre, tout simplement. Je ne vois
pas de couleurs, je ne sais pas comment c'est pris, ca ne ressemble
pas vraiment à un spectre. Bref, j'ignore quel est cet objet.
Je ne sais pas tout et je préfère ne pas dire de bétises.

Christian

[Taapuna 40]

Encore une page très intéressante, merci Christian.

Petite question, le retrait de la pollution lumineuse sur ton spectre brute se fait il comme le retrait d'un dark sur une image?

Dois tu "viser" au préalable les lampadaires qui entourent ton poste d'observation pour acquérir leurs signatures pour ensuite les soustraire à ton image brute ?

A+

Pascal Le Dû

[cbuil 3 446]

Non Pascal, on ne procède pas ainsi.

De part et d'autre de l'objet (ici la nébuleuse NGC 40) on peut voir le spectre du fond
de ciel pur (en haut et en bas de la trace du spectre de la nébuleuse).
C'est lié au fait que l'on utilise une fente dite "longue", plus haute que l'image de l'objet (avec les étoiles, c'est encore plus simple, le
spectre de l'objet ne fait que quelques pixels de large).

Donc, c'est "simple" : on évalue le fond de ciel de part et d'autre de l'objet
et on le soustrait à l'image (suivant l'axe colonne). On a tout disponible et c'est gratuit en temps d'observation. C'est aussi pour cela que
la brillance du fond de ciel ne gène que partiellement, et qu'en tout cas,
il est possible d'elliminer assez aisément les raies polluantes.
C'est une opération systématique en spectro (même lorsque la nuit parait noire, il y a toujours ds raies dans le ciel nocturne).

Pour extraire le spectre des lampadaires blancs, j'ai travaillé différement.
J'ai fait un premier spectre alors qu'ils sont éteint (je n'avais alots
que le spectre des lampadaires sodium). Puis j'ai fait un second spectre alors que les lamparaires blancs étaient allumés suite au passage d'un piéton (donc
un spectre lampadaires blanc + lampadaires jaune). Le résultat montré est la différence
entre le second et le premier spectre.

Chritian

[Taapuna 40]

Ok, merci Christian.
je comprends mieux.

A+

Pascal

[cbuil 3 446]

Ce qui est bien avec la pollution lumineuse, c'est la diversité !

Je n'ai pas tout dit. Plein sud, j'ai les lumières d'un stade qui
s'allument. Heureusement lointain et très rarement en activité.

Voici ce que ca donne :

En haut, on reconnait le spectre des lampes sodium haute pression. En bas, avec deux contrastes, le spectre des lampes du stade.

On est ici confronté à un éclairage à base de iodures métalliques (iodures de mercure, de sodium, d'indium, de thalium), à l'origine
d'un spectre très riche en raies. En regard de l'éclairage ambiant au sodium qui perture mon observatoire ces lampes, ne causent pas de gène bien perceptible (heureusement, car le contenu spectral rendrait pour le coup impossible la pratique de la spectrographie astronomique !).

Certains fabriquants on mis au point des lampes infernales dans le genre
(par exemple les cosmoWhite de Philips), produisants un éclairage très blancs, qui font
des trucs dans le genre. Beurk !

Vraiment, l'éclairage jaune, c'est le moins pire.

Christian

[Ce message a été modifié par cbuil (Édité le 22-11-2012).]