La mesure des étoiles doubles est une opération d'autant plus délicate que le couple est serré. Plusieurs techniques et instruments ont été développés dans le but de faciliter ce travail et d'augmenter la précision des résultats. L'une des plus récente est l'interférométrie des tavelures qui n'a jamais été mise en uvre au T60 et sûrement très rarement dans le monde amateur. Nous voulions depuis longtemps essayer de voir si elle était utilisable avec un télescope de 60cm alors même qu'elle est employée en général sur des télescopes d'au moins 2m de diamètre pour la simple raison que les professionnels n'ont que peu de problèmes pour mesurer des couples aussi peu serrés que ceux qui nous sont accessibles par cette méthode. Mais bon, la curiosité était trop forte et notre mission a décidé de tenter l'aventure sur le T60 pour voir si l'instrument, malgré sa taille modeste, pouvait être utilisé dans ce type de manipulation.... L'interférométrie
des tavelures permet de restaurer la résolution angulaire
des télescopes de grand diamètre. Les webcam ou les caméras vidéo ultra-sensibles genre Watec sont les outils privilégiés pour ce genre d'expérience. Pour une description plus détaillée de la méthode vous pouvez vous reporter à la page sur le Speckle de notre site. |
L'image
de l'étoile ou du couple au foyer primaire du télescope
est agrandie par un objectif de microscope x10 et projetée
sur la matrice ccd située 160mm en arrière. La webcam
est une ToucamPro (en gris en bout de tube) modifiée noir
et blanc munie du capteur Sony ICX424 qui a un chip type 1/3"
de 659 (L) x 494 (H) pixels actifs, 6 mm de diagonale, 5.79mm x
4.89mm et de pixels carrés de 7.4mm. |
Vue
du dispositif utilisé
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L'objectif
de microscope est à l'intérieur du tube alu.
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Plan côté du système d'agrandissement de l'image portant la focale aux alentours d'une vingtaine de mètres. |
C'est une opération délicate! Nous n'avons par trouvé de solution miracle. La méthode du filé d'étoiles ou de la prise de vues décalées ne conduit pas à des résultats assez précis. Il nous semble que la référence à l'orientation d'un couple pris comme étalon et dont l'orientation est très précisément connue est une bonne solution. C'est ce que nous faisons plus bas. |
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Addition de deux images instantanées lors d'un filé. |
La recherche des centroïdes de ces deux images conduit à une estimation d'un angle voisin de 3° entre la direction Est-Ouest et les pixels en abscisse sur l'image. |
Notre
première cible a été l'étoile g
Leo étoile quadruple dont les composantes les plus brillantes
sont g1 (magn 2.61) et g2
(magn 3.47). Nous avons pris un fichier de 151 images posées 1/100 ième de seconde chacune à raison de 5 images par seconde. Il est présenté ci-dessous, recadré et légèrement compressé. On a déjà une bonne idée de la turbulence importante cette nuit là! |
Le
fichier spk-dbllion-.gif
issu du fichier spk-dbllion-.avi de 151 images.
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Image
i-6 issue du fichier avi.
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Image
i-72 issue du fichier avi.
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Image
i-151 issue du fichier avi.
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Rendu
3D de l'image i-151.
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Les tavelures sont parfaitement visibles sur toutes les images. C'est une heureuse surprise, la méthode doit être utilisable ... La première image,
qui est la somme des 151 images du film montre toute la dégradation
que subit une image en longue pose. On détecte bien entendu
qu'il s'agit d'une étoile double mais toute tentative de mesure
serait vaine. |
Une
première méthode d'exploitation des images a consisté
à mettre en évidence le couple par une auto corrélation
sur une des images (i-151) |
La
somme des 151 images
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Similitudes
entre les images de speckle des deux composantes
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Autocorrélation de l'image i-151 |
Cross-correlation
de i-151 et de son carré.
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Sur
chacune des 151 images individuelles les franges caractérisant
le couple stellaire sont visibles. pour accroitre la lisibilité
et faire baisser le bruit on somme toutes ces images I ffti-xxx I
pour obtenir une image I S(fft) I ou la lisibilité des franges
est bien supérieure. Cette image contient toute l'information
utile sur le couple. L'interfrange traduit la distance des composantes
(fréquence spatiale) et l'inclinaison traduit l'orientation
du couple.
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Module
de la transformée de Fourier de l'image i-6.
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Module
de la transformée de Fourier de l'image i-72.
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Module
de la transformée de Fourier de l'image i-151.
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Somme
de modules des transformées de Fourier des 151 images. Image
IS(fft)I
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Un
agrandissement de la partie centrale de l'image de gauche.
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Il reste à repasser du domaine fréquentiel au domaine spatial avec une nouvelle transformation de Fourier directe a partir de l'image I S(fft) I. C'est sur cette image I fft(I S(fft) I)I que se font les mesures. On se souvient du fait que la caméra est tournée d'environ 3° dans le sens indirect par rapport à la direction Est-Ouest et que la focale résultante est de l'ordre de 22 mètres. |
Module
de la transformée de Fourier de l'image IS(fft)I
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Partie centrale de cette image. |
Les
mesures sur l'image finale (On se souvient que 1 pixel =7.4mm)
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Focale
résultante ~ 24.8m
Inclinaison de la caméra: 2.9°. |
Nous
avons écrit une feuille Excel pour calculer et tracer l'orbite
du compagnon en utilisant les derniers éléments que
nous avons pu trouver. |
La
feuille de calcul Excel de l'orbite des couples d'étoiles doubles.
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L'orbite
du couple (g1-g2) Leo
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spk-etseule-.gif
Issu du fichier spk-etseule-.avi (150 images) |
Image
i-6.
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Image
i-72.
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Image
i-150.
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fft(i-6)
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fft(i-72)
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fft(i-150)
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IS(fft)I
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Détail
du centre de IS(fft)I
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I
fft( IS(fft)I ) I
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L'étoile
apparait comme simple ... avec le T60!
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Nous
avons essayé un couple serré : g
Vir |
Fichier spk-gamvir-.gif issu du fichier spk-gamvir-.avi de 500 images. |
Voici
l'image i-181 de la série des 500 images.
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Ifft(i-181)
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I
fft( IS(fft)I ) I
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Le T60
montre ses limites avec cette technique et avec un degré de
turbulence important qui dilue l'énergie sur une image focale
trop empatée qui nous oblige à poser plus longtemps
que sur g Leo. Une granulation est
cependant encore bien visible sur les images... |
La
feuille de calcul Excel de l'orbite des couples d'étoiles doubles.
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L'orbite
du couple g Vir
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Manip
interessante et qui ne nous a pas déçu! |
En 2008, Bernard Tregon et son équipe sont montés au T60 avec leur propre manip Speckle et ont repris le flambeau avec panache ! ;-)
Voici leurs deux pages de compte-rendu détaille, lecture passionnante qui nous l'esperrons finira de vous convaincre de tenter l'aventure Speckle !
Speckle Pic II - Interferométrie des tavelures - Astrometrie TNO- Tregon Bernard - Castets Martine - Annexes du rapport
Interférométrie stellaire (B.Tregon).pdf