L'amas globulaire M3 en lumière visible et en filtres I, IR, Ha.

# Première partie : M3 en lumière visible (~ 400nm à 1100nm), en filtre " IR " (830nm à ~1100nm), en filtre Ha (656.3nm ±5) . # Deuxième partie : M3 en filtre " I " (continuum, ~ 793nm à ~1100nm ), comparé (blink) à une image en filtre Ha (émission, 656.3nm ±5), et une image qui isole les étoiles de M3 en Ha.

=============================================================

- Images # 6 et #7 : une image en filtre "I" (~ 793nm à ~1100nm) et une en filtre Ha (656.3nm ±5 ) - Images #8 et #9 : Animation "Blink" (images I et Ha) et une image d'identification des étoiles qui varient le plus sur l'animation #8. - Images # 10 et #11 : Le Ha est isolé sur ces images. - Discussion globale - Dicussion : Deuxième partie - Conclusion

Ce petit montage d'images CCD de Messier 3 de la constellation de Les Chiens de Chasse, en filtres visible, "I", "IR", et "Ha", a comme but de mettre à la disposition de tous des images références dans ces domaines du spectre électromagnétique de l'amas globulaire fascinant M3.

.Activez les liens en jaune sous les images pour accéder aux discussions.

Image # 6 : Une image en filtre "I" M3 en lumière ~ 793nm à ~1100nm , région du spectre dominée par le continuum (1).	Image # 7 : Une image d'une plus longue pose de M3 en lumière Hydrogène alpha 656.3nm ±5 . Émission d'hydrogène (2)

Image # 8: Animation "Blink", d'une image en filtre "I" continuum et d'une image en émission Ha.	Image # 9 : Cette image indique par des flèches l'emplacement des étoiles qui semblent le plus varier sur l'animation ( blink image #8). Quelques sources ne sont visibles qu'en Ha!

Image #10 : Cette image montre plus précisément les étoiles en émission Hydrogène alpha dans l'amas globulaire M3. Le Ha y est isolé. (2)	Image # 11 : Elle est la même que l'image # 10, celle-ci est ajustée pour ne montrer que les étoiles les plus lumineuses en Ha (2).

Discussion globale du projet M3 : Pour deuxième partie voir l'image # 6 et plus. - L'image # 1 est en fausses couleurs, elle est dans le domaine du visible ~ 400nm à 1100nm. On y voit l'ensemble de la lumière détectée par le CCD, donc du continu, et de l'émission. Les étoiles sont de tous les types spectraux (et couleurs). - L'image # 2 est aussi une pose dans le domaine du visible ~ 400nm à 1100nm, mais d'un temps de pose plus court et à plus longue focale que l'image #1. Ceci permet d'avoir une meilleure vue du centre de l'amas. - Image # 3 est dans le domaine du filtre " I ", soit ~ 793nm à ~1100nm. Donc en proche infrarouge, dominé par le continuum, très peu de sources en émission sont importantes dans cette région du spectre, seul le [SIII] à 953 nm est mentionné, et est d'une intensité négligeable. Cette image montre les étoiles les plus rouges de l'amas. On peut constater d'un coup d'oeil que les étoiles rouges (de type spectral ~ K et M et les géantes et supergéantes rouges...) sont distribuées assez conformément à ce que l'on observe dans le domaine du visible. On s'y attendait puisque les amas globulaires sont peuplés d'étoiles de population II (de vieilles étoiles rouges). - L'image # 4 est dans le domaine proche infrarouge de 830nm à ~1100nm. Continuum (et [SIII] à 953 nm ). Il s'agit d'une pose courte qui met en évidence les étoiles rouges les plus lumineuses. L'image est ajustée pour la comparer à l'image # 5 en émission Ha. - L'image # 5 en lumière Hydrogène alpha 656.3nm ±5 . Émission d'hydrogène. Cette image n'est pas réduite au seul Ha, la bande de transmission de 10 nm du filtre est en entier sur cette image. On peut bien constater que plusieurs étoiles de l'amas M3 ont une émission dans le domaine Ha. Celles-ci ont une intensité différente que sur les images # 3 et # 4. Deuxième partie - Les images # 6 et # 7 : L'image # 6 est en filtre "I", elle est dominée par du continu, et l'image # 7 elle est dominée par le peak d'émission Ha. En comparant ces deux images, on constate que la distribution des étoiles des deux domaines est assez semblable. L'image en émission Ha montre une dominance plus intense dans le noyau de M3, mais la distribution générale des étoiles de l'amas est près de celle en continu de l'image #6. - L'image # 8 est une animation "Blink comparateur", entre une image en filtre I (continuum) et une image en Ha (émission) : Celle-ci nous permet de constater que quelques étoiles montrent des variations d'intensité importantes d'un domaine à l'autre. En plus quelques étoiles sont des sources d'émission Ha d'intensité assez importante, puisqu'elles semblent observées seulement sur l'image Ha (#7). Plusieurs sources Ha sont identifiées par des flèches sur l'image # 9. Les images # 10 et 11 : Elles sont le résultat de : le continuum a été enlevé de l'image du domaine du Ha. L'image Ha moins l'image en filtre " I " = Ha isolé. Donc seules les principales sources d'émission Ha de M3 y sont visibles. - Notre filtre Ha a une bande passante de 10nm de largeur, centrée sur l'émission de l'Hydrogène alpha à 656.3nm ±5. Le peak d'émission du Ha étant très mince, il reste des franges de quelques nm de largeur de chaque côté de ce peak d'émission Ha, dans la bande passante du filtre. C'est du continu. En soustrayant (ou divisant) de l'image Ha une image qui contient ce continu, on le fait presque totalement disparaître. Le résultat est une image sur laquelle le peak de l'émission Ha est isolé (il domine l'image).

Conclusion : - Il faut prendre concience que certaines étoiles dans le champ des images que nous avons utilisées peuvent ne pas faire partie de l'amas M3. Il peut y avoir dans le disque de la galaxie des étoiles alignées entre nous et l'amas. Celles-ci étant beaucoup plus près de nous que M3, elles peuvent nous montrer un indice (B-V) plus bleu que celui des étoiles de l'amas, qui sont elles très vieilles et plus rouges en général. - Les images en visible et en proche infrarouge que nous avons comparées, nous montrent bien l'abondance d'étoiles rouges (vieilles) dans l'amas globulaire M3. Leur distribution en proche infrarouge est très semblable à ce que l'on observe comme distribution d'étoiles dans M3 en lumière visible. - Il est intéressant de constater que plusieurs étoiles rouges (vieilles et froides, "filtre I" ) de l'amas M3 semblent émettre un signal assez fort dans le domaine du Ha. (Images #8 et #9) - En isolant l'émission du Ha (images 10 et 11), on peut voir l'importance des sources Ha qui se trouvent majoritairement dans le coeur de l'amas M3. L'aspect général de M3 est différent en Ha de ce qu'il est en lumière visible ou en filtre proche infrarouge. - Considérant que toutes les étoiles de M3 sont à une même distance de nous, que les étoiles à l'extérieur du globule central subissent la même extinction du milieu, par des matières interstellaires dans le plan du disque de notre galaxie, et par des possibles HVC et IVC au dessus du disque galactique, entre nous et l'amas, on peut alors considérer que la méthode que nous avons utilisée peut permettre de détecter des étoiles rouges, et des étoiles qui ont un signal en Hydrogène alpha dans les amas globulaires. - Ceci dans le but d'en faire des images (cartographie de l'amas) en différents domaines d'observation, comme document référence. Ou de faire des mesures photométriques d'étoiles d'un amas globulaire en différents domaines du spectre électromagnétique. Ou de faire des cartes de distribution des étoiles qui ont un signal en Ha dans un amas globulaire ... - Ou encore des cartes de distribution des étoiles en proche infrarouge et en rouge. On peut probablement étendre à d'autres filtres cette approche et ainsi tenter d'isoler quelques étoiles plus bleues dans l'amas. (R1)

-1 : HVC, High Velocity Cloud. Nuages de gaz d'Hydrogène, résidus de la formation de la galaxie, ces nuages sont en chute libre de part et d'autre, ils tombent vers le disque galactique. (Il peut aussi y avoir des matériaux d'interaction entre deux galaxies, ceux-ci vont circuler un peu comme les HVC). - 2 : IVC, Intermediate Velocity Cloud. Masse de gaz provenant d'éruptions de supernovae aux limites externes du disque galactique, ces gaz ont été éjectés à l'extérieur du disque. Ils se sont recondensés et retombent vers le disque.

Spectre des ondes électromagnétiques : Consultez les lois de Kirchhoff # Spectre continu : La matière des objets célestes (les étoiles sont des gaz sous pression élevée) peut montrer un spectre continu de toutes les longueurs d'onde, si aucun obstacle n'altère les photons entre la source et le détecteur. # Spectre d'émission : Un gaz incandescent sous faible pression émet un spectre de raies d'émission (raies lumineuses) observable à certaines longueurs d'onde qui correspondent aux propriétés de la nature du gaz. # Spectre d'absorption : Une source émettant un spectre continu dont les photons sont absorbés en traversant un gaz à faible pression (plus froid) laisse voir des raies sombres dans son spectre. Ces raies correspondent aux longueurs d'onde spécifiques aux propriétés du gaz absorbant. Comme une empreinte digitale correspond à une personne spécifique. - É = Émission. - C = Continuum. - A = Absorption

(1) Continuum : Spectre continu (des objets célestes). Des régions du spectre électromagnétique qui ne contiennent pas de raies d'émission. (2) Ha : Région du spectre électromagnétique correspondant aux sources d'émission de l'Hydrogène alpha, observée dans la lumière des objets célestes à 656.3nm. Bien sûr il faut tenir compte du décalage spectral de l'objet observé (Dl/l = Vr/c). Pour s'assurer que la source d'émission désirée provenant de l'objet soit bien dans la fenêtre transparente du filtre utilisé.

(3) : HVC, High Velocity Cloud. Nuages de gaz d'Hydrogène, résidus de la formation de la galaxie, ces nuages sont en chute libre de part et d'autre, ils tombent vers le disque galactique. (Il peut aussi y avoir des matériaux d'interaction entre deux galaxies, ceux-ci vont circuler un peu comme les HVC). (4) : IVC, Intermediate Velocity Cloud. Masse de gaz provenant d'éruptions de supernovae aux limites externes du disque galactique, ces gaz ont été éjectés à l'extérieur du disque. Ils se sont recondensés et retombent vers le disque.

Références : (R1) - Application de filtres photométriques pour mesurer l'aspect d'étoiles rouges et bleues dans M13 Par Gilbert St-Onge et Lorraine Morin; Participation de Michel Richer et André Gendron. Été 2002 - Le logiciel Coelix de Jean Vallières. Pour le joindre vjean@videotron.ca - Hans Vehrenberg, Atlas of Deep-Sky Splendors, fourth edition. Sky Publishing Corporation, Cambridge, Massachusetts, 1983. - Mallas & Kremer, The Messier Album, Cambridge, Mass. Sky Publishing Corporation, 1980 - L'Astronomie, Les Dictionnaires du Savoir Moderne, Centre d'Étude et de Promotion de la Lecture Paris 1973.