UVEX spectrograph (version 2)

[Christian Buil]

Une chose me posait soucis dès les premiers tests avec UVEX2 : l'incapacité à observer à des longueurs d'onde plus courte que 3500 A, alors que l'an dernier avec le premier prototype j'arrivais à 3200 A, voir plus bas encore. Par un malheureux concours de circonstances, j'ai sélectionné pour UVEX2 la caméra CMOS ASI183MM, que je n'avais jamais testé aussi loin dans l'UV (faute de spectrographe adapté !), mais qui donne de très bons résultats vers 3900-4000 A.

Au final, soit le hublot de la caméra ASI183MM (coating), soit le détecteur lui-même, empêche d'observer en dessous de 3500 A. Je me suis fait piéger et je n'utilise UVEX2 qu'à 50% des capacités ((( (c'est à ça que sert aussi un prototype !). Et l'interface actuelle n'est pas compatible avec les caméras Atik, genre 460EX/414EX, qui elles permettent d'aller dans l'UV lointain.

Cette nuit j'ai utilisé une caméra ASI1600MM à la place de la ASI183MM, qui se révèle (légèrement) meilleure. CI Cyg avec cette configuration en poussant jusqu'à 3400 A, ce qui permet de détecter une impressionnante raie du neon à 3426 A, qui m'avait échappée jusqu'alors :



Ce sont des régions jamais explorées par les amateurs dans ce type d'étoile (le 'E' the UltraViolet Explorer, prend du sens ici).

Pour le fun, le spectre d'une naine blanche de magnitude 12 environ :



Plus difficile, avec des conditions d'observations mauvaises (matin, bas sur l'horizon) et un temps de pose trop court (7x600 s, contrairement à ce qui est indiqué dans la figure), une autre naine blanche de magnitude 14 (remarquer l''élargissement considérable des raies de Balmer à cause de la pression) :



Un UVEX(3) exploitant des CCD fera assurément mieux...

Christian

[Christian Buil]

News test of UVEX2 by using now a classical CCD camera (Atik 460EX)


Grace au travail du groupe Niçois, il a été possible de refaire un prototype UVEX2 avec une interface adaptée aux caméras CCD Atik, type 460EX. Voici les premiers résultats avec cette caméra, qui remplace donc pour ce test les caméras CMOS employées jusqu'alors.

Le gain du CCD par rapport au CMOS existe, mais il n'est pas aussi foudroyant que prévu.

Toujours impossible de retrouver les résultats de l'an dernier, alors que tout est à présent identique. Reste l'atmosphère terrestre (!?). Si quelqu'un connait un site qui montre une archive de la couverture d'ozone stratosphérique de la Terre sur ces dernières années, je suis fort preneur...

Disons que la limite UV passe de 3500 A à 3400 A (ce qui est déjà pas mal).

Le classique spectre de Véga :



Un test important consiste à observer un standard (issu de la liste des cibles du Hubble Space Telescope, CALSPEC) et de faire une comparaison pied à pied :



(ce spectre de référence HD209458 est disponible sous ISIS dans la catégorie CALSPEC).

L'accord est vraiment très bon (je n'ai pas triché sur le continuum, mais ici la configuration est favorable, l'étoile était au méridien, c'est plus compliqué en dehors du méridien à cause du chromatisme atmosphérique). Donc très bon calcul de la réponse, bon étalonnage spectral, et par chance, puisque les résolutions spectrales sont identiques, même aspect du spectre. Cela valide le bon comportement du spectro.

La nouvelle symbiotique (Vend 47) :



Noter le très bon rapport signal sur bruit jusqu'à 3700 A (il est vrai que la pose est longue). La détection de la raie OIII à 3444 A est à présent sure.

Quelques étoiles Be :





Une étoile très chaude, et donc très bleu :



Christian


`

[Michel Verlinden]

Hello,
Cette équipe niçoise est formidable !
Christian, tu as mentionné l'ASI 290 pour des tests jusqu'à 3100 A, je ne sais pas si utiliser à nouveau l'ASI 290 affecterait la limite basse dans l'UV.
Quel est le tirage pris en compte dans les calculs pour les camera ZWO dans le montage sur l'UVEX2 ? 7.5 mm ou 17.5 mm ?
Colonne d'ozone: Il existe des outils prévisionnels ici, mais pas simples à utiliser: https://www.esrl.noaa.gov/gmd/grad/neub ... splays.jsp
Merci encore des travaux sur ce spectrographe prometteur.
Amicalement,
Michel Verlinden

[Christian Buil]

Justement, l'équipe Niçoise (les nice's People !) en réunion de travail aujourd'hui (Stéphane Ubaud, Pierre Dubreuil, Jean-Luc Martin, Alain Lopez) :



Stéphane finalisant une nouvelle CAO de UVEX :



Michel, initialement c'est le tirage de 7,5 mm qui a été considéré, mais ensuite, il a fallut un bel effort pour adapter un tirage de 13,5 mm, celui des caméras Atik (justement, le schéma sur lequel travaille Stéphane sur la photo).

Un spectre near-UV de la symbiotique Z And fait la nuit dernière sous la Pleine Lune à Toulouse (caméra Atik 460EX) :



J'arrive à présent à détecter nettement sur cette étoile la raie [Ne V] à 3426 A et la raie OIII à 3444 A (le doublet tout à gauche). En fait, j'ai aussi une détection quasi sure de [Ne V] à 3346 A (non montré dans cette représentation).

Christian B

[Christian Buil]

Tests of UVEX2 on the 60-cm telescope of Pic du Midi Observatory (Association T60) :





Some clear night during this 7 days mission (photo Valérie Desnoux):



Z And spectrum down to 3444 A :



Some hot and dense stars (for continuum and UV feature reference):





and more...



Christian Buil + Valérie Desnoux

[etienne bertrand]

Merci de partager votre mission au Pic c'est super ! Bon ciel

[Michel Verlinden]

Bonjour Christian,
Merci à nouveau des tests.
Tu as déconseillé l'usage de télescopes très ouverts pour l'UVEX2, as-tu utilisé un accessoire optique sur le T60 ?
Il apparaît sur les deux derniers spectres de nombreuses fluctuations qu'on ne voit pas dans ceux de la base CALSPEC. Comment les interprètes-tu ? S'agit-il uniquement de signal (avec une meilleure résolution que les profils CALSPEC) ou observe-t-on des effets d'aberrations optiques(tu parlais d'astigmatisme pour le prototype 1) ? Si c'est du signal, quelles sont les sources des fines raies pour ces étoiles ?
Amicalement,
Michel VERLINDEN

[Christian Buil]

Michel, dans le cas de Feige 110, les fluctuations dont tu parle je pense, sont bien sur du bruit (magnitude 11.8 pour cet objet). Il finit par bien arriver un jour ce bruit. Il faut mentalement le filtrer bien entendu. Dans le cas de BD+25 4655, il faut noter que UVEX offre un pouvoir de résolution un peu supérieur au spectre CALSPEC. Bien sur à cause de cela, il ne faut pas attendre une exactitude dans la comparaison, elle est indicative.

Oui le vignettage sur le T60 est sévère (le télescope est ouvert à f/3,5). En gros on travaille au final avec un diamètre qui doit tourner autour de 350 mm équivalent.
Mais quant on à la chance d'observer au Pic du Midi, sous un ciel si beau, dans un tel site, on passe allègrement outre, et ce n'est que du plaisir (au passage, le T60 était dans un grande forme, et l'équipe technique à fait un travail admirable).

Christian

[Christian Buil]

New session: I use now an Atyik414EX camera (gain of 2 relative to Atik460EX near 3300 A). O3 telluric lines are now well detected (atmospheric natural cutoff).

Nouvelle session d'essais, toujours sur les mêmes objets pour disposer d'une bonne référence. Deux bonnes nuits consécutives, un UVEX2 un peu mieux réglé et surtout, l'utilisation d'une caméra ATIK414EX à la place de la ATIK460EX. La première se révèle 2 à 3 fois plus sensible vers 3300 A que la seconde. C'est un résultat important (on trouve cela nulle pas dans les documentations). Je commence à retrouver les sensations de l'an dernier coté coupure UV, avec les bandes de Huggings de l'ozone qui indiques la fin de la transmission de la transmission atmosphérique, évaluée voisine de 3220 A au moment des observations.

Voici le spectre de la lumière du jour (avec deux expositions), caractéristique à présent de UVEX2 (au foyer F/8 de mon RC10) équipé d'une caméra ATIK414EX. On reconnait bien du coté bleu les oscillations caractéristiques de l'ozone statosphérique. Ce document illustre aussi je pense le domaine spectral couvert par UVEX avec ce capteur (bien sur, on peut tourner le réseau pour attraper Halpha ou l'infrarouge par exemple). Le truc cool c'est que c'est net sans refocaliser depuis le bleu le plus profond jusqu'à l'autre extrémité du spectre :



(note, j'ai retiré le continuum dans ces représentations pour que rendre lisible l'ensemble du domaine spectral représenté).

En allongeant le temps de pose (expositions élémentaires de 900 secondes) et avec la configuration précédemment décrite, la symbiotique VEND47 :





La raie OIII à 3444 A est maintenant facile et le RSB dans le plateau UV grandement amélioré. Voici aussi Z And :





La détection de la raie NeV à 3345 A n'est plus du tout ambiguë (noter que c'est la région où les bandes de Huggings de l'ozone commencent à absorber).
Intéressent de comparer avec les premiers spectres de ce post : c'est lent, mais les progrès sont bien nets.

Christian

[Robin Leadbeater]

New session: I use now an Atyik414EX camera (gain of 2 relative to Atik460EX near 3300 A). O3 telluric lines are now well detected (atmospheric natural cutoff).

Interesting. I wonder if it is because of the anti reflective coating. The ATK414 is very poor for high resolution fringes but the ATK460 is very good. It seems we cannot have everything

Robin