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astronomy
Spectrohéliographie et vidéo

 

Introduction

Une autre possibilité pour la synthèse des images monochromatiques est d'utiliser une caméra CCD ou une webcam et d'enregistrer le spectre en vidéo pendant le balayage de l'image solaire. C'est beaucoup plus simple que de mettre en œuvre un CCD linéaire mais la contrepartie est un champ image beaucoup plus petit et quelques traitements supplémentaires.


Principe de la méthode

La séquence ci-dessous est une vidéo du spectre solaire prise le 26 septembre 2004 à l'aide d'une webcam. On y voit l'aspect de la raie H-alpha au niveau d'une région active. Pendant que le mouvement diurne fait avancer l'image du Soleil sur la fente d'entrée du spectro, diverses structures chromosphériques modifient la raie H-alpha. On peut apercevoir des zones claires ou brillantes correspondant aux plages et aux flares qui sont des régions plus chaudes. Une tache solaire se manifeste sous forme d'une ligne horizontale sombre traversant tout le spectre. La fin de la séquence montre un filament qui présente un fort effet Doppler.

Un spectre est une carte de l'intensité lumineuse fonction de la longueur d'onde et d'une dimension spatiale (direction de la fente du spectro, en principe axe Nord-Sud géographique). Pour atteindre notre but et reconstituer une image monochromatique du Soleil en 2D, il faut considérer la vidéo ainsi enregistrée non plus comme une séquence d'images se succédant dans le temps mais comme une séquence d'images se succédant dans la direction perpendiculaire à la fente d'entrée du spectro. Le film constitue donc un "cube" d'images dont les 3 axes sont la longueur d'onde et 2 directions orthogonales de la surface solaire.



La longueur d'onde étant généralement en abscisse, il suffit d'extraire par voie logicielle la colonne λ de toutes les images de la pile et de les juxtaposer pour obtenir une vue monochromatique.

Voici par exemple une image dans le continuum (gauche) et au centre de Hα (droite).

          

Il est alors facile, connaissant la dispersion en Å/pixel, de sélectionner des images monochromatiques pour mettre en évidence les mouvements radiaux du plasma grace à l'effet Doppler-Fizeau. Ci-dessous, la soustraction de 2 images à Hα-0.5Å et Hα+0.5Å donne l'image Doppler colorée qui montre des mouvements importants dans les filaments. Cette technique sera également très efficace pour s'initier à la construction de magnétogrammes.

            

Un appareil photo numérique reflex disposant d'un mode vidéo peut également être utilisé pour ce genre d'imagerie. Son large capteur permet d'enregistrer le Soleil en entier. Cependant, la compression est très importante et au final l'image a une dynamique déplorable. Voici un essai Hα réalisé le 28 juillet 2010 avec un APN Canon 450D. Les zones sombres à droite sont dues au passage de nuages.


Le film dans le film

Poussons le raisonnement plus loin. Si, au lieu de d'extraire seulement une ou deux images monochromatiques de la pile de spectres on extrait un grand nombre d'images consécutives et qu'on les monte en gif animé ou en AVI, on obtient le film d'une région solaire avec une variation de la longueur d'onde.

 

 

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