Astro-Photo-Spectro de Sheliak, β Lyrae

[krotdebouk]

Bonjour à tous !
Ca faisait un petit moment que j'avais posté quelque chose. Je découvre la spectroscopie et son matériel (essai/echec..etc) ainsi qu'une nouvelle caméra pour les images d'ambiance (re-essai/re-echec..etc)
Après la phase de montage/réglage/découverte du spectroscope et des logiciels avec des étoiles simples, voilà un exercice un peu plus fouillé avec B Lyrae (Aa1), Sheliak de son petit nom. C'est une binaire à éclipse et variable, l'étoile bien brillante en bas à gauche de la photo toute neuve de cette nuit. Sa copine (B Lyrae Aa2) n'est pas visible, elles sont trop proches pour nos instruments même les très très grands !

FRA300 + MiniCam8 (60 x 30" en R/V/B) - NINA, Pix

 

Les deux étoiles sont d'ailleurs assez proches pour que la matière de la photosphère de l'une (Aa1) soit attirée vers l'autre (Aa2). Le signe sur son spectre c'est (ce sont ?) les deux raies d'émission en Ha et en Hb.
Il se passe également quelque chose sur la raie de l'hélium (5876 A) avec deux explications, une émission et une absorption ou un effet Doppler comme ce qu'on peut voir sur le spectre de Nova Lup 2025 posté sur WA (clic).

C9XLT + Réducteur Starizona X0.63 + Alpy 600 + Player One Uranus-M (IMX585) - NINA + Demetra

 

Comme j'aime bien la couleur, le spectre 1D (une dimension: plat).

Visual Spec

 

Quelques caractéristiques clés des étoiles type Beta Lyrae :

· Proximité des composantes : Les deux étoiles sont très proches, souvent si proches que leurs enveloppes externes se touchent ou interagissent, formant une structure en forme de larme ou de halo autour du système.

· Variabilité de la Lumière : La luminosité de ces systèmes varie de manière continue en raison de la déformation des étoiles et des éclipses mutuelles. Les courbes de lumière de ces étoiles montrent des variations régulières et périodiques.

· Période Orbitale : Les périodes orbitales des étoiles de type Beta Lyrae sont généralement courtes, allant de quelques heures à quelques jours.

· Transfert de Masse : Dans de nombreux cas, il y a un transfert de masse d'une étoile à l'autre, ce qui peut conduire à des phénomènes complexes tels que des disques d'accrétion et des jets de matière.

· Spectre : Les spectres de ces étoiles montrent souvent des raies d'émission et d'absorption complexes en raison des interactions entre les deux étoiles et des mouvements de matière dans le système.

 

Et puisqu'elle est variable, j'ai capturé son spectre sur 3 nuits, les 19, 21 et 24 juin puis j'en ai sorti une animation. Ca bouge !

Bass Project

 

Et voilà !.. Mais ça serait pas M57 que je vois au milieu de la photo

Modifié 27 juin par krotdebouk

[GeoffreyJoe]

C'est top tout ça ! 

Merci. 

Tu pourrais nous faire une petite présentation du montage et de la procédure d'acquisition à l'occasion ?

[krotdebouk]

Merci Geoffrey et aux likers !

Il y a 2 heures, GeoffreyJoe a dit :

Tu pourrais nous faire une petite présentation du montage et de la procédure d'acquisition à l'occasion ?

J'ai quelques photos mais bien sûr, je ne retrouve plus celle de l'intérieur du spectro. J'en ai donc prise une sur le net

Le spectro Alpy 600 c'est ça. Dans le corps cylindrique il y a un grisme (grille + prisme), c'est comme le StarAnalyser 100 mais plus sophistiqué avec 600 raies par mm au lieu de 100.

Devant il y a un petit disque avec des fentes de plusieurs largeurs dont une seule servira (à déterminer par la FWHM de l'étoile donnée par l'instrument). La lumière de l'objet va rentrer dans cette fente.

La caméra vient se mettre à l'opposé de la fente. Il faut régler la distance entre la fente et le capteur ainsi que l'orientation de la fente par rapport au capteur.

 

Devant le spectro, il y a un module de guidage. C'est comme un DO mais quand on utilise cette solution qui n'est pas une obligation mais on y viendra très vite, le disque multi-fentes est remplacé par un disque unique avec une fente d'une dimension donnée (23µm dans mon cas, fournie avec le module de guidage) et réfléchissante. Le module de guidage est un peu plus complexe qu'un DO car il y a deux partie réfléchissante dans le trajet pour atteindre la caméra de guidage.

Puis devant il y a le module de calibration. Dedans il y a une lampe dont la longueur d'onde des raies d'émission sont connues précisément, ça simplifie grandement la calibration du spectre (passage d'une échelle en pixels à une échelle en nm ou  A). Il y a également un disque d'obturation et une autre lampe qui permet de faire les flats. C'est commandé par des interrupteurs, on en voit un.

 

Le setup se présente comme ça, la partie spectro et guidage au cul de mon C9, en parallèle la partie chercheur pour faire une astrométrie sur l'étoile ou l'objet convoité. Sur des étoiles faibles on a vite fait de se tromper quand aux nébuleuses peu lumineuses, on va les chercher un moment.. Evidemment il faut que le chercheur optique, le chercheur avec la caméra et le spectro pointent au même endroit d'où les anneaux de décentrement.

 

Au final on a donc 3 caméras à exploiter. Côté logiciel, CCD Ciel permet de les gérer à lui tout seul mais je n'en suis pas encore là..

Et donc je fais la partie pointage du chercheur avec NINA + ASTAP, le guidage avec PHD2 et les captures avec DEMETRA le logiciel propriétaire qui permet aussi de faire le traitement.

 

Une capture ça donne ça.

Il faut placer l'objet sur la fente du spectro. Comme le disque du module de guidage est réfléchissant, c'est ce que voit la caméra de guidage et ce qui est sur la fente est ce que voit le spectro (la flèche rouge). Ici c'était Véga mais une étoile faible c'est plus subtil (photo en dessous). Puis comme on va capturer plusieurs images pour les stacker (RSB), il va falloir guider et tenir l'étoile à capturer sur la fente.

DEMETRA comme d'autres logiciels dont CCD Ciel permet d'afficher le spectre brut en live, pratique pour la mise au point et le positionnement sur la fente.

 

La c'est une étoile de mag 10 avec des poses unitaires de 300" (Ru UMi, une autre type B Lyra). Si la monture suit moyennement c'est cuit pour cette magnitude..  On voit un peu la fente sur la photo, l'étoile est dessus.

 

A toute pour le traitement !

Modifié 27 juin par krotdebouk

[krotdebouk]

Je fais aussi le traitement avec Demetra, logiciel propriétaire dédié aux spectros de la marque Shelyack.

Il faut mettre toutes les images en vrac dans un dossier, les brutes de l'objet, bias, darks, flats et calibration puis lancer la réduction de données.

Il y a une première manip à faire à l'étape Géométrie, relever l'angle d'inclinaison de l'image (tilt) et la courbure des raies de calibration (le smile de l'image de la lampe de calibration). Sur les images ci-dessous ces deux paramètres sont corrigés.

  

 

La deuxième manip concerne la Réponse. Si l'étoile capturée a son spectre dans la base des étoiles de référence, ça va vite. Le logiciel compare les deux, la capture/la ref et calcule la correction à apporter. Les déformations sont causées par l'optique de l'instrument, le rendement quantique du capteur, la masse d'air entre la caméra et l'étoile et ce que j'oublie.. Ca donne la réponse instrumentale à appliquer à son spectre.

 

Le reste se passe tout seul.. et hop, on a un spectre calibré en longueurs d'onde et corrigé mais avec ses spécificités, ici, les raies en émission.

 

Si on capture un objet qui n'a pas de spectre de référence alors il faut capturer celui d'une étoile de référence qui se trouve proche de l'objet en question. On déroulera la réduction de donnée jusqu'à la réponse instrumentale et on l'appliquera à l'objet. Il y a un site web qui permet de trouver une étoile de référence qui va bien : https://spectro-starfinder.net/

Par exemple pour Ru Umi maintenant, il me propose 5 étoiles et j'irai sur celle qui a la magnitude la plus faible pour faciliter la capture (temps de pose unitaire le plus court).

 

J'ai pris un Alpy 600 par confort et par crainte de ne pas y arriver avec d'autres spectro DIY, le Star'Ex notamment. Avec lui il faut se débrouiller un peu plus sur toute la chaîne, de l'acquisition à la réduction de données.. mais quel challenge de fabriquer le spectro pour sortir ses spectres ! Cerise sur le gâteau, les spectres produits par le Star'Ex sont de très (très) bon niveau.

Comme en astrophoto, le spectro qui fait tout n'existe pas. Puis un type de spectro n'est pas meilleur que l'autre, on ne fait juste pas les mêmes choses avec.

L'Alpy 600 est un spectro basse résolution, immanquablement je lorgnerai bientôt sur un spectro haute résolution. Ca sera le moment de regarder de plus près le Star'Ex HR qui se construit à partir du Sol'Ex, j'aurai nettement moins de craintes !

Le site d'un utilisateur du Star'Ex qui poste régulièrement "en face" sous le même pseudo : https://guillaumebertrand.notion.site/

[GeoffreyJoe]

Merci pour tous ces éclaircissements ! 

 

Questions de néophyte : pourquoi ne pas guider directement avec le chercheur ? La focale de ton instrument joue-t-elle sur le rendu final ? Je crois comprendre qu'avec un spectro basse résolution, l'intérêt est d'avoir l'ensemble du spectre là où un spectro HR sera beaucoup plus précis mais sur une portion réduite du spectre (genre autour de Ha, etc) ? Est-ce là l'intérêt d'un spectrographe échelle, permettant d'avoir la résolution très fine + le spectre étendu ? Niveau traitement, l'intérêt du stacking c'est comme en astrophoto classique, faire ressortir du signal (dans des raies faibles par ex) ? Est-ce que là aussi c'est "plus j'ai du temps d'acquisition, mieux c'est" ? 

 

 

 

C'est vraiment une discipline passionnante en tout cas ! L'impression de voir un peu ce qui se passe "derrière le rideau" de ce que l'on observe  

[krotdebouk]

@GeoffreyJoe J'ai dans l'idée que tu fouillé le sujet !

 

Sur des étoiles très brillantes on peut guider au chercheur, le temps de capture unitaire et donc global est court. On peut même se passer de guidage et rattraper manuellement.

Le module de guidage présente l'intérêt de voir la fente du spectro pour bien positionner l'étoile dessus. C'est aussi plus précis dans le temps car la moindre flexion différentielle va faire échapper l'étoile de la fente même avec un bon guidage en apparence. D'ailleurs l'évolution du Sol'Ex vers Star'Ex HR concerne en partie l'ajout du module de guidage.

 

Pour la focale, c'est une question que je me pose et je n'ai pas vraiment trouvé la réponse.. La focale influe sur le diamètre de l'étoile (plus la focale est importante plus l'étoile est grosse) et il faut adapter (acheter) la fente en fonction.

Le F/D joue. L'Alpy a été calculé pour F/D 5. A 6.3 le spectre n'est pas étalé au mieux à F/D 4, ça en perd une partie. Dans les deux cas le cône de lumière n'est pas idéal par rapport au dimensionnement du spectro. Ca fonctionne quand même bien mais pas à l'optimum. Est-ce qu'un 250/1250 est radicalement mieux qu'un 150/750 pour l'Alpy, ça ne me parait pas évident. 

 

Pour la suite, HR/BR, spectro échelle, stacking, tu as bon !

Tiens, ça ça m'épate.

L'Acuter 60 c'est ça

 

Plus il y a de temps d'acquisition et mieux c'est pour les objets faibles aussi et ça va vite à demander plus de temps vu que la lumière passe par une petite fente. J'ai aussi remarqué que le temps de pose unitaire au plus long, tant que ce n'est pas saturé, c'est mieux . Ca se voit au niveau du  bruit sur le spectre.. que j'ai confondu au début avec de la résolution..!

 

il y a 26 minutes, GeoffreyJoe a dit :

C'est vraiment une discipline passionnante en tout cas ! L'impression de voir un peu ce qui se passe "derrière le rideau" de ce que l'on observe  

Pour moi c'est la partie travaux pratiques de ce que j'ai lu sans forcément tout comprendre et encore moins retenir. C'est aussi à chaque fois des nouvelles questions, des nouvelles choses à tester et vérifier. C'est assez gourmand de temps finalement.. Je me dis que les  Einstein, Hubble et compagnie auraient été comme des fous si ils avaient eu ça dans leur jardin 

[GeoffreyJoe]

Il y a 1 heure, krotdebouk a dit :

@GeoffreyJoe J'ai dans l'idée que tu fouillé le sujet !

Un petit peu, mais pas suffisamment comme le montrent mes questions 😅

J'ai un copain du club qui pratique la spectro également, et qui est équipé alpy et solex, montés sur une "petite" FSQ106. 

Il est équipé avec de biens plus gros diamètres pourtant. 

 

D'ailleurs, un grand diamètre a-t-il un intérêt autre que de capter plus facilement les objets peu lumineux ? Le pouvoir résolvant a-t-il un intérêt pour la spectro ? 

[krotdebouk]

J'ai compris que le diamètre était important pour la collecte de lumière, le reste est encore un peu flou pour moi. Qui est-ce qui est le limitant dans le setup, le spectro ou l'instrument et pourquoi ? Et puis si la quantité de lumière peut devenir un problème, il y a quand même un bon nombre de cibles lumineuses à explorer.. pendant les premières années de découverte de la spectro.

Christian Buil montre plusieurs configs possibles pour le Star'Ex > https://solex.astrosurf.com/sol-ex-stars-en.html. C'est une affaire de compromis mais les possibilités sont finalement assez larges.

Je regarde ce que fait Guillaume Bertand avec ses deux Star'Ex HR et BR sur un 150/750 (le tube du débutant), je trouve ça génial tout court et génial++ au regard des moyens mis en œuvre.

Tu vas finir par craquer

[GeoffreyJoe]

il y a 47 minutes, krotdebouk a dit :

Tu vas finir par craquer

Le problème étant la très mauvaise équation dans mon cas entre l'investissement que ça représente par rapport à la qualité (et quantité) de ciel accessible facilement depuis chez moi. 

Sinon j'aurais déjà franchi le pas en photométrie...

 

Mais c'est un rêve/projet à long terme que j'ai, monter une structure (associative ou autre) pour envoyer un set-up dédié science (photométrie et spectro) en remote en Espagne. 

 

Ou à défaut, rejoindre une telle structure si elle existait déjà 😄

 

En attendant je me forme, particulièrement à l'étude photométrique et l'analyse de courbes de lumières et leur interprétation. J'arrive à comprendre quelques trucs nouveaux chaque jour

(Au passage, je vous conseille le logiciel Peranso les photométristes qui passeraient par là).

Modifié 28 juin par GeoffreyJoe

[krotdebouk]

il y a une heure, GeoffreyJoe a dit :

Mais c'est un rêve/projet à long terme que j'ai, monter une structure (associative ou autre) pour envoyer un set-up dédié science (photométrie et spectro) en remote en Espagne

C'est un beau projet.. qui n'est pas près de m'arriver ! Autant automatiser un setup d'astrophoto en remote jardin/salon je sais faire, le même en spectro et la route est longue pour moi.

Ca se fait, j'ai vu quelques vidéos mais étrangement avec moi, rien ne se passe bien.. J'y travaille