Un transit d'exoplanète à l'APN

D'abord un petit historique de la démarche : après avoir tenté des mesures photométriques de transit au T60 du Pic, puis vu les exploits de C. Buil en spectroscopie (trop technique pour moi !), je me suis demandé ce qu'un amateur pouvait faire avec un matériel de prise de vue très ordinaire...

Pour la mesure d'un transit, HD189733b est la cible "idéale" car la période est très courte (de l'ordre de 2,2 jour donc ça revient très souvent) et donc le transit très court (moins de 2h), avec une "profondeur" importante (de l'ordre de 3%) et sur une étoile de magnitude facile (7,7). La question : est-il accessible à un matériel "basique" genre APN sur C8 ?

J'ai été bien rassuré par le travail réalisé par C. Buil sur cette même cible donnant tout lieu de croire que c'était faisable (voir http://www.astrosurf.org/buil/exoplanet/phot.htm ). J'ai commencé par faire une série de test le lundi 07/09 pour voir quels réglages seraient utilisables sur ma config. (C8 avec réducteur de focale 6.3 sur monture Takahashi EM11) suivant le boitier utilisé (soit un 20D défiltré, soit un 5D non défiltré), la défocalisation plus ou moins forte, et en essayant de me limiter à un temps de pose de moins de 1mn. Une fois les tests faits, il était trop tard pour les exploiter et me préparer pour le transit (prévu cette nuit-là vers 2h30), d'autant que j'étais un peu crevé...

Ayant pris mon temps pour exploiter ces tests (je n'ai pas vu l'intérêt du 5D sauf pour la largeur du champ), j'ai essayé de remettre ça hier soir, d'autant que le ciel de début de nuit n'était pas fameux (ça s'est arrangé après) et la lune un peu violente pour faire de "belles images". Le pb, c'est que le transit etait un peu trop tôt pour être imagé en entier : 21h29 à 22h20 (alors que le Soleil se couchait ici vers 20h50). Tant pis, on se contentera de la sortie...

Voilà donc le genre d'image "dégueu" que j'ai prises (55s à 400 ASA) :

Image réduite à environ 25%.

La défocalisation est volontaire car en étalant la lumière des étoiles sur de plus nombreux pixels on obtient une mesure photométrique bien plus précise (et on peut allonger le temps de pose aussi : avec la MàP correcte, mes tests du 07/09 montre qu'à 4s on est déjà saturé). J'aurais même dû faire plus car mes étoiles ne font "que" 40 pixels de diamètre (contre 60 sur le tests de C. Buil).

Comme expliqué par C. Buil (voir lien plus haut), la bonne façon d'exploiter une image APN "raw" en photométrie est de séparer sa matrice de Bayer en 4 images avec la commande SPLIT_CFA (v1/b/r/v2, SVP ce serait sympa dans la doc d'Iris de préciser l'ordre des images car c'est une info difficile à trouver). Voici l'image verte 1 que j'ai utilisé pour la photométrie :

Image réduite à 50% environ (car les images "splitées" sont plus petites because séparation des pixels de la matrice). Comme j'ai un peu poussé les seuils, on aperçoit le fantôme de M27, ce qui prouve à quel point c'est facile de situer HD 189733 !

Ensuite, y'a plus qu'à effectuer une photmétrie relative automatique sous Iris (si on a "registré" au préalable les photos) avec des étoiles de référence. Je ne me suis pas fatigué : j'ai pris les 4 utilisées par C. Buil dans son test (pour les cercles de mesure, j'ai utilisé 15/18/25 en fonction du FWHM de 12 mesuré sur l'étoile). Suspens... est-ce que l'étoile mesurée va montrer une variation par rapport aux étoiles de référence (en utilisant comme base la moyenne de leurs magnitudes mesurées) ?...

OUI :

En bleu les mesures de photométrie relative (donc l'échelle de l'axe n'a aucun intérêt en valeur absolue mais uniquement en variation de magnitude) et en rouge une courbe "lissée" (en prenant la moyenne glissante de 10 mesures successives.

La variation est évidente (remontée de la magnitude lorsque l'exoplanète "sort" du limbe de son étoile). Elle est de l'ordre de grandeur attendu (0.025 environ pour 0.028). Il reste un mystère : l'horaire de sortie est très avancé par rapport à la prévision (22h10 environ au lieu de 22h20) alors que je crois avoir correctement réglé le démarrage de la séquence (21h31, sans doute à moins de 1mn d'écart) et que la périodicité de prise de vue semble correcte (pose de 55s avec intervalle de 5s pour avoir directement un graphique minute par minute). Faut que je cherche un peu pour comprendre...

Pour en savoir plus sur les détails de la manip, le mieux est de voir le test de C. Buil dont je me suis inspiré très directement (encore merci) : http://www.astrosurf.org/buil/exoplanet/phot.htm

La suite ? Peut-être utiliser les nuits inexploitables en photo (lune) pour "mitrailler" des étoiles à la recherche d'exoplanètes ???

Petite devinette : en ayant une stratégie de choix des étoiles candidates (donc des champs à photographier), une fourchette de magnitudes mesurables à l'APN, compte-tenu du nb d'exoplanètes déjà trouvées par rapport au nb d'étoiles mesurées par spectrométrie, la proportion d'exoplanètes qui transitent, la proportion de courtes périodes et fortes "profondeurs", combien de mois, années ou siècles faudra-t-il à un amateur pour détecter une exoplanète encore inconnue ?

Question subsidiaire : et si on s'y met à 10, 50 ou 100 "barjots" ?

Merde alors!!
Excuse moi pour la vulgarité mais quel exploit!
je crois que je vais tenté aussi!
Bravo

Merci pour le compliment (c'est comme ça que je le prends).

Pour ceux qui voudraient s'intéresser au sujet, quelques liens qui m'ont été utiles :

http://var2.astro.cz/ETD/etd.php?STARNAME=TrES-4&PLANET=b liste des candidates avec transit et surtout des éphémérides (en rentrant, approximativement, ses coordonnées, elles indiquent aussi ceux qui ont lieu de jour ou les plus observables depuis le site)

http://media4.obspm.fr/exoplanetes/ site dédié à l'Observatoire de Paris Meudon. Intéressant pour sa BD exhaustive (mais il n'y a bien sûr pas que les exoplanètes à transit) et des liens bien utiles.

http://exoplanet.eu/searches.php recensement des projets de détection d'exoplanètes aussi bien à partir du sol que de l'espace, des professionnels que des amateurs. J'en ai tiré les deux suivants.

http://brucegary.net/AXA/x.htm un site qui se propose de fédérer toutes les recherches d'exoplanètes par des amateurs. Si on va consulter les stats, il y aurait 0 participant en France. La rubrique "aperture vs technique" est encourageante car elle démontre que la manip. est accessible même à de très petits télescopes.

http://homepage.mac.com/francis.odonovan/solas/tres/tres.html site dédié au projet "Tres" qui a 4 exoplanètes à son tableau de chasse (voir les "Tres-N" dans les BD). J'étais intéressé d'en savoir plus sur certaines techniques, notamment en ce qui concerne l'éventuel choix des "cibles" et/ou l'exploitation de très nombreuses étoiles sur de simages à champ très large. Quand on suit le lien pour charger la thèse (sur Lulu.com on peut l'acheter sous forme de bouquin mais aussi télécharger gratuitement le texte), on commence à comprendre à quel point une recherche "industrialisée" est complexe : dans les sections décrivant la méthode et aussi l'algorithme BLS, l'auteur indique que l'objectif est d'exploiter des champs d'environ 25-30.000 étoiles... C'est là que je commence à comprendre que nos moyens ne sont pas à la hauteur et qu'il faudra un sacré coup de bol pour qu'un amateur détecte une nouvelle exoplanète (pas encore connue).

"...alors que je crois avoir correctement réglé le démarrage de la séquence..."
Change ton sablier !! ;-))

Bonsoir.

Mise à part...c'est totalement hallucinant !!
Bravo..bravo et encore !
Si tu as le temps met en ligne un tuto encore plus détaillé, sur toute ta manipe !!

A relire et relire sans modération.

Bien amicalement.
J-François

[Ce message a été modifié par Soulier jf (Édité le 26-09-2009).]

Merci Jean-François ! Dans le genre "chercher la petite bête", tes séries sur les comètes, sans oublier les OTN, ne sont pas mal non plus !

Pour le pb d'horaire (de fin) : j'ai utilisé une horloge radio-synchronisée et j'ai déclenché l'intervalomètre à 21h31 précise (à la seconde près). Comme l'horloge de l'APN était à peu près synchronisée aussi, je peux voir dans les données EXIF que les poses ont bien été prises toutes les minutes (à 1 s près), à la précision de cette petite horloge près... Je veux bien que ces deux horloges aient un écart de 1-2mn par rapport à l'heure légale (mais pas 10mn au déclenchement), et que les intervalles soient erronés à 1-2 s près (sur 90, cela ne fait qu'une-deux minutes de décalage en plus), mais en final on aurait dans les 2-4 mn d'écart, pas 10 ?!?

Petit corectif sur les horaires indiqués dans mon "post", comme le transit dure un tout petit peu moins que 2h (110mn), il débutait à 20h29, ce qui rendait totalement impossible de l'avoir en entier (1/2h après le coucher du soleil, il était impossible de pointer l'étoile, et de toute façon ça n'aurait servi à rien car une pose de 1mn aurait été totalement "cramée" par le fond de ciel). Je ne désespère pas de faire un transit complet quand l'horaire sera plus pratique (et la météo favorable). Prochaine occurence : dans la nuit de dimanche à lundi entre 1h44 et 3h33... avis aux amateurs !

C'est parfait pour cette nuit !! http://www.meteociel.fr/previsions/6907/abjat_sur_bandiat.htm
Au boulot !!
J-F

En faite, pour toute la semaine ;-))
Plus d'excuse ! http://www.meteociel.fr/previsions/6907/abjat_sur_bandiat.htm
Bien Amicalement.
J-F

Pas mal du tout..!

Content de voir que de plus en plus d'amateur "tente" la détection d'une exoplanète! Ce que tu as d'ailleurs réussi avec brio!

Pour répondre à ta question subsidiaire à la fin... Pas tant que ça. On peut estimer pouvoir trouver une exoplanète (en choisissant effectivement bien son champ) à partir de 50 nuits d'observations successives! 50 nuits, ce n'est pas tant que ça, surtout si on s'y met effectivement à plusieurs!!!

je te conseille la lecture à ce sujet de cet article : http://astro.u-strasbg.fr/goutelas/g2005/chap03-moutou.pdf (in english, sorry)

Je pense qu'il serait intéressant que les amateurs français puissent se fédérer comme le font les italiens afin de chercher de nouvelles planètes, chacun avec son niveau, chacun avec ses moyens (€ + temps dispo). J'essaye de militer en ce sens! J'espère que les rencontres de La Rochelle en Octobre prochain permettront un pas en avant dans ce sens!

A voir les projets de recherches TReS et SuperWASP, ce n'est pas la peine d'avoir des gros télescopes pour trouver des dizaines de planètes ...!

Continue !

Alexandre Santerne

PS : j'aimerais organiser un stage pratique exoplanète à la manière des stages spectro OHP

[Ce message a été modifié par Alexandre31 (Édité le 27-09-2009).]

Merci pour tes encouragements Alexandre mais je crois que la possibilté d'une découverte en quelques dizaines de nuits de "survey" reste très optimiste. Quand on lit (en diagonale) le document dont tu founis le lien, comme aussi la thèse sur le projet "Tres", on se rend compte qu'un des points-clefs est l'algorithme de recherche du transit parmi des dizaines de milliers d'étoiles imagées (on parle de 100.000 dans le rapport de l'observatoire de Strasbourg). De plus, le "spectre" de recherche est bien plus large quand on dispose d'un rapport signal/bruit meilleur (télescope plus gros, capteur plus sensible qu'un APN : dans le doc. on parle d'un transit de 0.6 à 8%, alors qu'à l'APN on ne peut guère descendre sous 3%, voire 2% ?).

Avec mon matos, je crois que les limitations sont trop fortes (magnitude d'étoiles observable, profondeur de transit détectable), sans oublier la régularité du "survey" (le facteur périodicité joue un grand rôle dans la confirmation d'un transit possible). Enfin, il reste le pb d'éliminer les "faux positifs" : dans le document, il est question de 167 candidats détectés mais en final 6 transits d'exoplanètes possibles.

Bref, c'est pas tout rose !!!

Mais, comme on dit parfois en informatique : "on n'est jamas à l'abri d'un coup de bol" !!!

Je suis d'accord que chercher des planètes en tant qu'amateur est un projet complètement dingue et serait très prenant!
Mais il y a d'autres choses à faire que de long et couteux (en temps) survey : la recherche de transit dans les exoplanètes découverte par vitesse radiale à la manière de HD17156b (Barbieri et al. 2007) qui ont découvert que cette planète transitait grâce à des observations conjointes entre amateurs et professionnels! L'autre exemple qui aurait pu être réalisé, est HD80606 (moutou et al. 2009) dont on savait que la planète transiterait entre le 13 et le 14 février : des observations amateurs auraient pu être envisagés afin de compléter les observations du T120 de l'OHP.
Ce genre d'exemple ne manque pas ...
Évidemment, l'APN n'est pas le meilleur imageur pour observer des exoplanètes, mais il y arrive et si les gens sont motivés, on peut toujours essayer!

Bonjour Alnilam,
Ton étude est vraiment intéressante, bravo.
As-tu pu obtenir une explication sur le décalage de 10 minutes ?

J'essaye de m'en inspirer pour faire quelque chose de similaire.
Pourrais-tu me donner le truc (s'il existe) pour faire un SPLIT_CFA sur une séquence d'image ? Je n'imagine pas que tu l'ai fais manuellement pour chaque image ? Si ?

Merci,
Marc

L'astuce : il existe dans Iris des fonctions non documentées...

Comme la plupart des commandes de console "one-shot" ont un double "série" en ajoutant tout simplement "2" à la fin (je me suis toujours demandé pourquoi 2 d'ailleurs... et pas "_s" comme "série" ou "_m" comme "multi"), j'ai tenté "SPLIT_CFA2" et... ça existe !!!

Petit message perso à C. Buil :

- serait-il possible dans une future version de "normaliser" les commandes de consoles pour qu'il y ait une certaines logique "mnémonique" (ex. : choix entre anglais/français, séparer les radicaux avec "_" ou pas comme "bestof" mais "find_hot", etc...).

- serait-il possible d'avoir une liste EXHAUSTIVE des commandes d'Iris, d'une part sous forme alphabétique et d'autre part sous une forme "analogique" (les ouvertures/conversions de fichiers, les traitements, les visus, etc...) peut-être en se basant sur la logique des menus de l'appli ?

- serait-il possible que toute commande de menu (quand ça a un sens) ait son correspondant "console" ? (ex.: n'ayant plus fait de planétaire webcam depuis des années, je n'ai pas trouvé d'autre solution ce week-end que la commande de menu pour les ondelettes alors que je suis sûr d'avoir utilisé une commande "console" il y a "quelque temps"...)

- serait-il possible que les menu et boutons possèdent tous des raccourcis claviers ?

Bref, en résumé, que l'interface utilisateur devienne plus "consistent" (comme disent les anglophones). Iris y gagnerait beaucoup en facilité d'utilisation. Merci d'avance. (et je veux bien donné un coup de main pour les "spécifs" si c'est utile)

Une demande plus "fonctionnelle" : pour élargir les possibilités en photométrie, au lieu de limiter la boite de dialogue à 5 objets, ne pourrait-il pas y avoir une commande console généralisée permettant d'indiquer la liste des objets (coordonnées) sous forme d'un fichier de paramètres, ce qui permettrait d'en mesure simultanément 10, 20, 50 ou 100 (ou plus) ?

Explication : j'ai voulu voir si une analyse "globale" photométrique de ma série d'images permettrait "en aveugle" de détecter le transit mais s'il faut tout analyser 5 étoiles par 5 étoiles... c'est galère ! Si cette commande "magique" existait, on pourrait commencer à analyser des champs stellaires sur des prises de vues systématiques et répétitives, et, avec un petit coup de bol...

J'aime bien les manips bien simples qui donnent des résultats bien hallucinants : bravo !

S

Michel, j'ai laissé passé ton message...

J'ai bien noté tes requettes. Elles sont toutes recevables.
Je les notes.

C'est vrai que certaines fonctions ne sont pas documentées et
(SPLIT_CFA2 est bien pratique, c'est exact). La doc ne suit
pas toujours

La photométrie globale des images est un vieux cheval
pour moi. C'étaient des fonctions clefs du prédéceur de Iris
(MiPS pour les anciens). Tout n'a pas encore était transporté
dans Iris ! Il y avait par exemple des fonctions qui permettaient
de faire la photométrie de l'ensemble des étoiles (résolues)
d'un amas globulaire, le tout en auto bien sur...

La recherche des exo peut remettre cela au gout du jour,
je vais y réfléchir, mais c'est un gros travail de détérer
la chose. Et Alexandre l'a dit fort justement, aller à la pêche
au hazard, c'est un peu casse-pipe. La chance de succès
est tres tres mince. On peu y passer sa vie si on n'a pas réuni
les bonnes conditions.

En ce qui concerne ta détection avec APN elle est excellente
et fort encouragente. Surement à reproduire pour comprendre le problème
de date. Vraiment bravo, ca montre bien le chemin que l'on peut
accomplir compris avec un équipement modeste. J'aime.

(Note au passage que j'ai pu moi même détecter
le transit de cette exoplanète avec un télescope encore plus petit
(et "standard") en utilisant Canon 40D, voir au milieu de la page
http://astrosurf.com/buil/extrasolar/obs.htm )

Christian B