Observer la parallaxe au télescope ?

[Pingouin 57]

Bonjour,

 

Je me demandais si il était possible d'observer la parallaxe des étoiles suivant le mois de l'année où on se trouve. En faisant une observation de la même étoile en Janvier, puis une autre en Juillet/ Aout.

J'ai vu qu'il fallait mieux prendre une étoile proche de nous, et un télescope à fort grossissement pour avoir plus de chance, donc est ce que en ajoutant un repère terrestre ( qui lui serait immobile peu importe le moment dans l'année ) ce serait possible pour nous astronome amateur ?

 

Merci !

['Bruno]

Je pense que c'est faisable en CCD avec un logiciel d'astrométrie. Il faut observer l'étoile de Barnard et noter sa position tous les trois mois, normalement elle doit parcourir une droite légèrement sinusoïdale : elle s'écarte d'une fraction de seconde d'arc 3 mois avant l'opposition puis de l'autre côté 3 mois après l'opposition. Attention : son mouvement propre est largement plus important que sa parallaxe, ce sont donc des mesures précises qui révèleront la parallaxe, pas juste une série d'images.

 

Il faut le maximum de précision possible, donc un grand diamètre et de courtes poses (l'étoile de Barnard est brillante), c'est presque de l'observation planétaire.

 

Je pense que c'est possible, mais je n'ai jamais entendu que quelqu'un l'ait fait.

[LH44]

La parallaxe ne concerne pas nécessairement des étoiles qui bougent comme l'étoile de Barnard. L'étoiles ayant la plus grande parallaxe est "Proxima du Centaure" faisant parti du système multiple de Alpha du Centaure une étoile de magnitude -0.27 c'est même la 3e étoile la plus brillante du ciel et pour cause elle est la plus proche enfin c'est son compagnon Proxima qui lui vole la vedette de justesse ! La parallaxe de l'étoile est de 0.74 arcsec, il faudra un instrument capable de prendre cette mesure, le diamètre minimum est de 200mm environ mais pour mieux apprécier cette distance angulaire il faudra à mon avis un instrument plus conséquent. Comme Bruno' je n'ai jamais entendu qu'un amateur avait déjà fait ce cliché. Il y a quand même un obstacle majeur c'est que cette constellation n'est pas visible chez nous ...

 

En 2020 La sonde New Horizon qui a dépassé l'orbite de Pluton à imagé Alpha du Centaure et on a comparé l'image avec celle prise depuis la Terre, l'effet de parallaxe est alors maximal : New Horizons Conducts the First Interstellar Parallax Experiment | NASA

 

 

Il ne reste que Sirius avec 0.38 arcsec de parallaxe et là il faudrait au minimum un télescope de 400mm.

Modifié 4 juin 2022 par LH44

[Moot]

Il est parfaitement possible de mesurer un déplacement de 0,2" (et même moins) pour un "blob" de 1". On n'a jamais fait autrement pour ce type de mesure.

Il n'est donc pas indispensable d'avoir un instrument de très gros diamètre, son seul intérêt étant de collecter suffisamment de lumière afin qu'il soit possible d'agrandir très fortement les images. Et même, la sensibilité ne se réduit pas à la taille des pixels sur le capteur, on peut déterminer la position du centroïde d'une tache à 0,1 pixel près.

Par exemple, Hipparcos a fait des mesures à 0,001" près alors que le diamètre du télescope était de 290 mm (la méthode était un peu plus sioux que le simple relevé de position d'une tache). Gaia fait encore mieux...

[LH44]

Il y a 4 heures, Moot a dit :

Par exemple, Hipparcos a fait des mesures à 0,001" près alors que le diamètre du télescope était de 290 mm (la méthode était un peu plus sioux que le simple relevé de position d'une tache). Gaia fait encore mieux...

 

Je veux bien mais comme ici on parlait de moyens amateurs et que la physique est ce qu'elle est ... Hipparcos c'est 760 millions d'euros   Peut être qu'avec un logiciel de réduction astrométrique performant on pourrait y arriver ....

Modifié 5 juin 2022 par LH44

['Bruno]

Toutes les étoiles proches ont un mouvement propre nettement plus important que leur parallaxe, c'est ça la difficulté, mais c'est vrai que celui de l'étoile de Barnard est vraiment important.

 

− Proxima : mouvement propre de 3.68"/an, parallaxe de 0.77".

− Barnard : mouvement propre de 10.29"/an, parallaxe de 0.55".

 

Proxima étant australe et Barnard trop rapide, il faut peut-être prendre une étoile un poil plus lointaine. Après Barnard il y a Wolf 359, dans le Lion, mais à magnitude 13.5 seulement.

− Wolf 359 : mouvement propre de 4.71"/an, parallaxe de 0.42".

 

Lalande 21185 est plus brillante : magnitude 7,5. De plus elle est situé à assez haute déclinaison (+35°) donc observable quasiment toute l'année.

− Lalande 21185 : mouvement propre 4.78"/an, parallaxe 0.39".

N'empêche, en-dessous de 0.5" de parallaxe ça va être chaud...

 

En tout cas, il faut bien comprendre que la difficulté, c'est que le parallaxe sera cachée dans le mouvement propre. Deux observation (+/-3 mois de l'opposition) ne suffiront pas pour voir que le mouvement n'est pas une droite (mouvement propre seul) mais une sinusoïde très étirée.

 

Ce qu'on veut, c'est observer ce genre de chose :

sauf que là il s'agit des oscillations de Sirius A autour du centre de gravité A-B, oscillations ayant une amplitude de plusieurs seccondes d'arc. La parallaxe sera beaucoup plus petite.

[fred-burgeot]

Bonjour,

Il y a 13 heures, LH44 a dit :

Je veux bien mais comme ici on parlait de moyens amateurs et que la physique est ce qu'elle est

Bessel a mesuré la parallaxe de 61 Cygni (0,31'' d'arc) en 1838, avec des moyens (lunette achromatique + micromètre visuel) qui ne sont pas ceux des amateurs d'aujourd'hui. Donc j'ai envie de dire que c'est très jouable de nos jours !

Fred.

[LH44]

Oui c'est suite aux travaux de Piazzi que Bessel s'y intéressa, le mouvement propre de 61 Cygni est certes de 5.3" mesurable par beaucoup d'amateurs mais sa parallaxe de 0.3" demande plus de moyen à mon avis d'ailleurs Bessel l'a mesuré à l'aide d'un l’héliomètre de Fraunhofer, je ne sais pas si des amateurs on déjà construit ce type d'instrument ?

Modifié 6 juin 2022 par LH44

['Bruno]

Oui, Bessel n'a pas utilisé un micromètre visuel mais un héliomètre, c'est-à-dire une lunette dont l'objectif est scié en deux (chaque demi objectif pouvant être plus ou moins écarté). Ça ne doit pas courir les rues aujourd'hui...

 

L'utilisation de l'astrométrie à partir d'une image CCD me paraît plus simple quand même.

[LH44]

Je serai curieux de voir cela avec un logiciel de réduction astrométrique, parce que je ne sais pas si on pourrai vraiment mesurer un déplacement correspondant à une fraction de la FWHM de l'étoile sur l'image si on restait sur de petit instruments.

Modifié 6 juin 2022 par LH44

['Bruno]

C'est pour ça qu'il faut des poses très courtes, un peu comme en planétaire. Je sais que l'astrométrie permet d'avoir une précision plus petite que 1", donc je pense que c'est à essayer, sans garantie qu'on atteigne la précision voulue.

 

J'essaierais bien avec un télescope de grand diamètre, genre 300 mm (pouvoir séparateur = 0,4") avec une caméra comportant des pixels de 3 µm (ça existe). À F/5, avec une focale de 1m50, l'échantillonnage sera de 0,4" justement. Et à F/5, des poses de 1/10 seconde seront peut-être suffisantes, en les accumulant, pour dépasser la magnitude 10. (Ou à F/10 avec des pixels de 6 µm : c'est pareil.)

[Moot]

Il y a 6 heures, LH44 a dit :

Oui c'est suite aux travaux de Piazzi que Bessel s'y intéressa, le mouvement propre de 61 Cygni est certes de 5.3" mesurable par beaucoup d'amateurs mais sa parallaxe de 0.3" demande plus de moyen à mon avis d'ailleurs Bessel l'a mesuré à l'aide d'un l’héliomètre de Fraunhofer.

 

Cette lunette faisait 150 mm de diamètre et les mesures étaient faites directement, l'œil à l'oculaire : la photo n'existait pas en astronomie à l'époque (ni tout court puisque les premiers daguerréotypes datent précisément de 1838).

[Rémy M]

Bonjour, 
Je relance le sujet, j'aimerai tenté avec mon club d'astronomie d'initier le projet de mesurer la parallaxe d'une étoile. La méthode de la parallaxe annuelle est simple ... sur le papier du moins. Je commence donc à me renseigner sur la faisabilité du projet au niveau amateur. 

Pour commencer, voici les setups possibles que nous pourrons utiliser sur le projet :

 

Focale (mm)	C11 XLT	C14 Edge HD
Native	2800	3910
Barlow X2	5600	7820
Barlow X5	14000	19550

En caméra d'acquisition, nous aurons le choix : Canon 2000 D ou Player One Mars - C II (caméra planétaire).
Voici les détails d'échantillonnage en MAS  selon différents setups.

 

Taille pixel = 3,7 um	8’’	11’’	14’’
Focale native	375	272	195
Barlow (X2)	188	136	97
Barlow (X5)	75	54	39

Tab 1. Echantillonnage en MAS pour 1 pixel sur capteur CANON 2000 D

 

Taille pixel = 2,9 um	8’’	11’’	14’’
Focale native	294	213	153
Barlow (X2)	147	107	76
Barlow (X5)	59	43	31

Tab 2. Echantillonnage en MAS pour 1 pixel sur capteur caméra Player One Mars C II

Pour le choix des étoiles cibles, j'ai récupéré le Catalogue des étoiles proches (5ème édition), j'ai filtré les résultats de recherche directement sur leur serveur pour récupérer les données des 100 étoiles les plus proches de nous. J'ai ensuite filtré ces données dans Excel selon les 3 critères suivants : 
Critère 1 : Déclinaison > 35 °

Critère 2 : Magnitude < 15

Critère 3 : Parallaxe > 200 MAS

 

Nearby Stars catalogue 5th Edition	Gliese-Jahreiss catalogue	Nom Commun	Constellation	Distance (a.l)	Parallax (MAS)	Mouvement Propre RA (MAS)	Mouvement Propre DEC (MAS)	Ratio (Mouvement propre/parallax)	Magnitude apparente
2696	411	Lalande 21185	Grande ours	8,3	393	-580	-4777	12,2	7
5844	905	Ross 248	Andromède	10,3	317	113	-1592	5,0	10
5218	820	61 Cygni A	Cygne	11,4	286	4106	3156	14,4	5
4633	725	61 Cygni B		11,5	284	-1312	1792	6,3	8
89	15	Groombridge 34	Andromède	11,6	281	2892	412	10,3	7

Tab 3. Correspondance de la recherche par critère et informations relatives de l'objet

 

 

Si l'on se réfère aux données d'échantillonnage, on peut mesurer le déplacement en pixel sur le capteur du mouvement lié à la parallaxe de l'objet. 

 

11'' Schmidt-Cassegrain			14'' Schmidt-Cassegrain
Focale native	Barlow x2	Barlow x5	Focale native	Barlow x2	Barlow x5
1,4	2,9	7,3	2,0	4,0	10,1
1,2	2,3	5,9	1,6	3,3	8,1
1,1	2,1	5,3	1,5	2,9	7,3
1,0	2,1	5,3	1,5	2,9	7,3
1,0	2,1	5,2	1,4	2,9	7,2

Tab 4. Déplacement attendue en pixel de l’étoile sur le capteur Canon 2000 D

11'' Schmidt-Cassegrain			14'' Schmidt-Cassegrain
Focale native	Barlow x2	Barlow x5	Focale native	Barlow x2	Barlow x5
1,8	3,7	9,1	2,6	5,2	12,7
1,5	3,0	7,4	2,1	4,2	10,2
1,3	2,7	6,7	1,9	3,8	9,2
1,3	2,7	6,6	1,9	3,7	9,2
1,3	2,6	6,5	1,8	3,7	9,1

 Tab 5. Déplacement attendue en pixel de l’étoile sur le capteur Player One Mars C-II

Conclusion de cette étude de faisabilité :

 

Le projet semble réalisable si je n'ai pas fait d'erreurs de calculs, mais Il faut prendre en compte plusieurs paramètres dans l’acquisition et le traitement des données.

·         Turbulence atmosphérique

Un paramètre qui semble essentiel aux premiers abords mais l'empilement de plusieurs images devrait permettre de lisser l'influence de la turbulence ? 

 

·         Dispersion atmosphérique 

Ne pourrait-on pas imager en utiliser un filtre rouge moins sensible à la dispersion athmospherique ?

 

·         Suivi

Lunette guide ou diviseur optique ? Si utilisation d'une barlow, cela risque d'être compliquer de récupérer suffisamment d'étoiles pour le suivi ? 

 

·         Temps de pose optimal ?

Quel pourrait être le temps de pose optimal ? Le plus faible possible pour limiter l'influence des défauts de suivi ? 
 

·         Mouvement propre de l’étoile en RA / DEC (mesurable mais devra être soustrait de la valeur de la parallaxe.

 

·         Déplacement attendue en pixel de l'étoile sur le capteur (+ le chiffre est important, mieux c’est). Je pense qu’une mesure de parallaxe inférieure à 5 pixels n’est pas réaliste pour un premier essai.

 

·         Prendre en compte l’influence de l’échantillonnage (Taille pixel du capteur, Focale utilisée, pouvoir résolvant du télescope et sur échantillonnage acceptable ?)

 

 

[cpeg]

Bonsoir,

Il me semble que les étoiles concernées sont assez brillantes pour ne nécessiter que des poses courtes compte tenu de l'artillerie envisagée.

Mais le problème sera la magnitude des étoiles de référence.

Donc d'abord déterminer le champ que permet le setup, puis déterminer les étoiles de référence possibles et leurs magnitudes. Sauf erreur ça devrait permettre des poses suffisamment courtes pour ne pas nécessiter de suivi guidage avec éventuellement un pourcentage de déchets acceptables.

Après, l'extraction de la parallaxe de la mesure combinée parallaxe/mouvement propre doit être assez délicate. Si on suppose connu le mouvement propre ça doit être assez simple mais si pour la beauté du geste on veut calculer les deux il doit falloir suivre sur plusieurs années? 

Cordialement,

Claude

Il y a 3 heures, Rémy M a dit :

Je pense qu’une mesure de parallaxe inférieure à 5 pixels n’est pas réaliste pour un premier essai.

Je ne pratique pas ce genre de mesure mais il me semble qu'il est possible de mesurer une fraction de pixel.

Appel aux spécialistes?