Questions basiques sur Lhires et Isis

[Jacques Montier]

Bonjour,

Débutant dans la spectro, je me lance dans une série de questions qui vont paraître bien basiques.
J'ai réalisé récemment quelques spectres : Altaïr, 31 Aquilae avec un Lhires III au foyer d'un Meade ACF 355 mm F/D 10 sur une monture Lichtenknecker.
La caméra d'acquisition est une ancienne ST8 port // et le guidage est assuré par une caméra Star Shoot Autoguider de chez Orion.
Je fais le traitement et la réduction des données avec ce magnifique logiciel qu'est Isis (le tutoriel de Christian Buil est vraiment remarquable).

1- J'ai d'abord placé la fente du Lhires parallèlement à la déclinaison.
La monture utilisée est plus que moyenne et malgré le guidage, il reste de petits mouvements erratiques qui font qu'à 3.55 m de focale, ça ne pardonne pas et la lumière de l'étoile sort de la fente.
J'ai essayé ensuite avec une fente parallèle à l'ascension droite, de façon qu'avec les mouvements de monture bien qu'étant guidée, l'étoile se déplace légèrement aléatoirement le long de la fente autour d'une position moyenne. Du coup, la lumière continue d'entrer, mais évidemment cela doit étaler le spectre en Y.
La mise en station est correcte, donc il n'y a que très peu de dérive en delta.
Ce choix est-il le bon, ou bien que faire d'autre dans ce cas...à part changer de monture ?

2- Je cherche un bon protocole d'acquisition pour obtenir évidemment le meilleur spectre possible.
Actuellement, mon mode opératoire pour 31 Aquilae (par exemple):
- pointage sur une étoile de référence (Altaïr par ex) pour obtenir la réponse instrumentale.
- 1 spectre du néon
- 6 spectres bruts d'Altaïr de poses 180s
- pointage sur l'étoile cible
- 1 spectre du néon
- 10 spectres bruts de 31 Aquilae de 300s.

Le nombre de spectres néon est-il suffisant ? J'ai cru lire parfois que certains en faisait un avant, puis un après les spectres de l'étoile pour en faire ensuite une moyenne.
Est-ce nécessaire ?

3- Pour les darks, j'en fais une série de 7 à 300s à température régulée pour en obtenir ensuite à 180s (coef 0.6) et 60s pour les flats (coef 0.2).
Est-ce la bonne méthode ?

4- Pour les flats, en fin de séance, j'éclaire la fente avec une lampe du genre halogène à travers un tissu blanc posé à l'entrée du Lhires. Bonne méthode, ou y a-t-il mieux à faire ?

5- Pour l'étoile 31 Aquilae de magnitude V 5.16 et de classe G8IV, les spectres bruts sont très peu lumineux et très bruités. J'avais une température de -5°C seulement, car j'avais oublié de descendre la température à -10°C...
J'ai remarqué qu'Isis semblait avoir du mal à mesurer le tilt du spectre brut et donnait des valeurs aléatoires et souvent aberrantes (du genre 4° voire plus...). Sans doute le fait que le SNR était trop faible ?
J'ai donc fait une première passe de traitement avec un tilt de 0° pour obtenir l'image prétraitée avec un meilleur SNR, pour pouvoir en déduire le tilt du spectre.
Ensuite une seconde passe après avoir entré la valeur du tilt trouvée précédemment.
Est-ce une bonne méthode, ou bien autre chose à faire ?

6- La plus grande difficulté pour le moment et pour moi est le recalage du spectre avec les raies telluriques synthétiques d'Isis. Malgré le zoom x2.00, difficile de comparer les positions des raies atmosphériques avec celles du spectre (notamment pour une étoile de classe G qui contient plein de raies métalliques).
J'obtiens souvent des valeurs différentes d'un jour à l'autre sur le même spectre et des valeurs qui me semblent bien élevées (0.5 par ex).
- comment savoir si la valeur trouvée est correcte ?
- Le réglage de l'intensité des raies telluriques semble ne se faire qu'avec le curseur de souris ; ne peut-on entrer les valeurs au clavier, permettant ainsi d'être plus précis ?
- Existe-t-il une méthode précise ou bien c'est seulement l'entraînement à long terme qui permet d'aboutir à un résultat fiable et reproductif ?

Voilà mes questions pour le moment et j'ai peut-être été un peu long...

Merci d'avance de vos conseils,

Amicalement,

--
Jacques

[Olivier Thizy]

Jacques,


pour l'orientation du spectrographe, dans ton cas aligner la fente avec l'axe horaire (Ascension Droite) me semble le plus judicieux car tu évites de perdre du flux quand la monture bouge avec son erreur périodique (ou pas?).

L'orientation le long de l'axe de déclinaison semble mieux pour une monture qui suit bien et pour permettre des corrections quand l'étoile sort de la fente par des rattrapage sur le moteur AD uniquement. Avec en bonus une réfraction atmosphérique qui laisse le flux réfracté le long de la fente quand tu vise au méridien et très bas sur l'horizon...

En résumé, je pense que tu fais le bon choix en alignant la fente sur l'axe AD.


Cordialement,
Olivier Thizy
Vous ne verrez plus des étoiles comme avant !
http://www.shelyak.com/en/

[Olivier Thizy]

Jacques,


Ton protocole d'acquisition est très bien mais je te conseille quand même de faire un néon après ta série d'acquisition:
[quote
- pointage sur une étoile de référence (Altaïr par ex) pour obtenir la réponse instrumentale.
- 1 spectre du néon
- 6 spectres bruts d'Altaïr de poses 180s
- 1 spectre du néon
- pointage sur l'étoile cible
- 1 spectre du néon
- 10 spectres bruts de 31 Aquilae de 300s
- 1 spectre du néon
[/quote]

Dans le traitement, tu peux n'utiliser qu'un seul néon (celui d'avant ou celui d'après) mais le deuxième néon te permet de vérifier que la calibration n'a pas bougé pendant la série de poses. Et si ça a bougé, même d'un pixel, cela signifie que tes spectre sont tous décalés les uns par rapport aux autres (de 1/6s de pixel pour chaque pose sur Altaïr par exemple).

Tu peux donc éventuellement recaler chaque spectre individuel avant de les combiner ensemble (opération à faire au niveau des profiles extraits individuellement).

C'est un peu compliqué donc tu peux faire le traitement standard sans ce petit décalage mais le résultat final est un spectre dont la résolution a été réduite par ce décalage. Un moyen de mesurer la perte de résolution est de faire la mesure de largeur à mi-hauteur sur un néon seul et de comparer avec la même mesure sur la moyenne des deux néon. Je ne sais pas si mathématiquement c'est valable mais ça doit donner une bonne approximation de ta perte de résolution...


Cordialement,
Olivier Thizy
Vous ne verrez plus des étoiles comme avant !
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[Olivier Thizy]

Jacques,

3- Pour les darks, j'en fais une série de 7 à 300s à température régulée pour en obtenir ensuite à 180s (coef 0.6) et 60s pour les flats (coef 0.2).
Est-ce la bonne méthode ?

Oui, c'est exactement la bonne méthode. D'où l'importance de:
-faire un noir avec le temps de pose le plus long utilisé pendant tes acquisitions (perso, je fais généralement des noirs de 15min mais ça m'est arrivé d'aller à 20min avec les caméras bien régulées et performantes actuelles)
-faire un offset car c'est avec l'Offset qu'on arrive à faire des noirs de temps de pose inférieur avec un facteur de réduction (rapport des temps de pose) sur le signal "Noir"-"Offset" que je préfère appeler "Thermique" mais que dans ISIS on appelle aussi "noir" ce qui prête à confusion parfois...

Voici un schéma expliquant le principe de ces données de calibration pour le prétraitement CCD:

Comment fonctionne une CCD: l'intérêt des images "Offset" (Bias), "Noires" (Dark) et la "PLU" (Plage de Lumière Uniforme = Flat)

Offset-Noir-PLU.JPG (36.92 KiB) Viewed 7522 times

4- Pour les flats, en fin de séance, j'éclaire la fente avec une lampe du genre halogène à travers un tissu blanc posé à l'entrée du Lhires. Bonne méthode, ou y a-t-il mieux à faire ?

Oui, parfait...

Bien penser à vérifier qu'il n'y a pas de lumière qui rentre dans le spectrographe (fuite de lumières). Pour cela, faire comme tu fais mais en ayant mis le cache devant l'entrée du télescope. Si tu as du signal sur ton image de "flat" c'est qu'il y a une fuite de lumière à calfeutrer soit avec du tissus noir ou - encore mieux - avec du scotch en aluminium (le scotch noir laisse passer un peu de lumière).


Cordialement,
Olivier Thizy
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[Jacques Montier]

Merci Olivier d'avoir pris le temps de répondre à mes questions.

En ce qui concerne les flats, pour pouvoir éclairer la fente avec tissu interposé, le lhires est démonté du télescope et posé sur une table.
Du coup, il n'y a plus le système optique du télescope avec les éventuels défauts (vignettage, poussières,etc...) que l'on ne peut plus éliminer...
Est-ce un problème ou pas ?

Merci encore,

amicalement,

--
Jacques

[Christian Buil]

Jacques,

D'après ce que je peux lire, il semble y avoir un problème de rendement du spectro, sur des étoiles pourtant relativement brillantes.

Une remarque un peu générale d'abord.

Le télescope est de grand diamètre, hors en spectro, les difficultés croissent assez directement avec ce diamètre. Suivant le seeing (turbulence), la qualité de la monture, le point d'équilibre de l'ensemble instrumental n'est pas simple à trouver. C'est une véritable chaine. Il faut détecter le maillon faible. C'est pour moi souvent la monture, et dans ma situation personnelle la turbulence. Dass ce cas, soit on achète une nouvelle monture (assez cher), soit on change de lieu d'observation (pas évident quant on est amateur). Autre méthode, on équibre les éléments de la chaine instrumentale en réduisant le diamètre du télescope. Mon expérience dans le domaine me montre que l'on pert moins que l'on ne pense en jouant ce jeu là. Je pratique pas mal cette chose, en n'hésitant pas à descendre à des diamètres de 100 mm ! (un peu extrème). Mais je considère que la monture compte pour 50% au résultat final, la caméra pour 30% (bruit de lecture, refroidissement), et 20% l'optique elle-même). Actuellement j'exploite un C9, alors que j'ai un C11 à coté, mais je trouve cela plus simple pour un observtion de routine de chez moi. Bien sur si on a une super monture et un très bon ciel on gagne à augmenter le diamètre du télescope. Pas soucis...

Sauf que... attention, le Lhires III est optimisé pour un diamètre vers les 280 mm. Pour un diamètre supérieur, le gain en détectabilité ne monte pas très vite, à moins une fois de plus, d'avoir un environnement très bon. Pour la petite histoire, j'ai utilisé le Lhires III sur un télescope de 1 mètres, et c'est une vrai catastrophe. Je prend plus de plaisir et j'ai un meilleur rendement avec un C8 !

Dans votre situation, mettre la fente parallèle à l'axe Alpha est une bonne solution. Cependant, en arriver là, n'est pas très bon signe. Ce qui serait bien, c'est de poster sur le forum une image brut de 31 Aql (par exemple) (un bout croppé converti en jpg ou png) en indiquant le temps de pose, ainsi qu'une image du signal thermique. Si on peut télecharger quelque part, c'est super aussi. Possible ? Il faut un peu quantifier les choses.

Une image néon juste après chaque série d'images, si on est un peu fatigué - et un néon juste avant de commencer puis juste après la séquence, si on est en forme. Cette dernière procédure ne ce justifie vraiment que si on fait une séquence un peu longue, disons d'une heure ou plus.

Impossible de trouver les raies telluriques sur une étoile G, K, M. Il faut faire confiance à l'étalonnage avec les raies néon, cela fonctionne tout de même Où alors le problème de suivi produit aussi des soucis de ce coté là, d'où l'intéret de poster un image pour voir).

Flat-field sur table avec drap : hum, loi d'être idéal - un peu alléatoire. Ca peut le faire, mai difficile de donner une réponse si on ne peu juger sur pièce. Avez vous essayer sur le télescope ? Je conviens que ce n'est pas simple avec votre diamètre cela dit.

Christian B

[Jacques Montier]

Bonjour Christian,

Merci beaucoup pour ta réponse et tes conseils.
J'ai déposé à l'adresse ci-dessous un fichier zippé contenant quelques images fits dont les en-têtes te donneront tous les renseignements nécessaires.
http://perso.numericable.fr/jacques.mon ... pectro.zip

Les spectres réalisés sont des tests en vue d'accueillir à l'observatoire des étudiants L3 de physique de l'université qui font l'option astrophysique.
Je leur organise une soirée TP spectro qui devrait les changer des calculs théoriques qu'ils ont connus jusqu'ici.
La réduction des données avec Isis et l'exploitation se feront un autre jour à la fac.

Tes doutes sur les qualités de la monture sont parfaitement justifiés et je dois t'avouer que l'on se bat avec elle depuis des années.
Cette monture nous avait été livrée avec un T400 Cassegrain, (fabriqué par Lich....er avec ck au mileu...) qui n'a jamais fonctionné.
Le tube a été remboursé depuis par le fabricant, et nous permettra à terme d'acheter une nouvelle monture.
Nous avons enfin pu travailler avec l'engin après avoir mis en place une lunette guide sur le Meade 355 mm.
L'ensemble fonctionne à peu près correctement pour faire essentiellement de la photométrie (CdR, CdL, exoplanète), de la photo ou du visuel pour les animations publiques.
Nous sommes actuellement en train de mettre en place une nouvelle coupole de 3m qui abritera un C11 sur monture EQ6.
D'après tes dires, je pense que ce poste sera plus adapté pour faire de la spectro avec le C11 et une focale plus courte de 2800 mm.

En ce qui concerne les flats, j'avais essayé d'éclairer le tube avec un projecteur halogène sans trop de succès ; mais, en fin de nuit, je n'avais pas trop insisté.
J'essaierai à nouveau la manip quand même.

Après analyse des images, il me semble que les raies de calibration du néon n'ont pas bougé d'une image à l'autre.
Par contre, j'ai constaté un glissement important du spectre par rapport aux raies telluriques : -0.81 A pour Altaïr et -0.65 A pour 31 Aquilae.
Il est vrai que pour l'étoile G, il n'est pas facile de voir les raies telluriques ; les raies situées juste après la raie H alpha m'ont permis toutefois d'en déduire le décalage, mais c'est sans doute un peu aléatoire...

Voilà pour le moment,

Merci encore pour l'aide,

Amicalement,

--
Jacques
Société d'Astronomie de Rennes