MUSICOS at Pic de Château-Renard (AstroQueyras)
MUSICOS au Pic de Château-Renard

End of September 2003, a group of french amateur astronomers went on top of Pic de Château-Renard, a mountain located in the natural parc of Queyras, in the French Alps. There, an observatory with a .6m telescope, is managed by AstroQueyras association. The team was setup by an astronomical club in Lyon (CALA, Club d'Astronomie de Lyon-Ampère).
The objective of this team was to install a MUSICOS spectrograph loan by professional astronomers, specially ESTEC (European Space research and TEchnology Center). This is an Echelle spectrograph, powerful enough for the study of Be-Stars that the team is looking at.
Fin Septembre 2003, un groupe d'astronomes amateurs resta une semaine en mission à l'observatoire du Pic de Château-Renard, une montagne située dans les Alpes, au sein du Parc Naturel Régional du Queyras. Un observatoire et un télescope de 0.6m sont gérés par l'association AstroQueyras. La mission a été organisée par le club d'Astronomie de Lyon-Ampère (CALA).
L'objectif de l'équipe était l'installation d'un spectrographe MUSICOS généreusement prêté par des astronomes professionnels, particulièrement l'ESTEC (European Space research and TEchnology Center). MUSICOS est un spectrographe à Echelle, assez puissant (R=35000) pour l'étude des étoiles Be, l'un des thèmes d'observation de l'équipe.

DSCN5179 Groupe Spectro2003 - Front.JPG
The team!
From left to right:
Olivier Thizy, François Cochard,
Jean-Pierre Masviel, Jacques Boussuge,
Jacques Michelet, Jean-Paul Roux

Spectrograph Initial Setup

The spectrograph was received in several very well packed boxes - 460kg!!! A room has been dedicated, in the small observatory, to install this new instrument. Jacques boussuge & François Cochard spent almost two days to install all the mechanical part of MUSICOS. Le spectrographe fût reçu dans des caisses bien emballées... 460kg quand même!!! Une salle, sous la coupole, fût dédiée à l'installation de ce nouvel instrument. Jacques boussuge & François Cochard passèrent plus de deux jours pour installer l'ensemble des pièces mécaniques du spectrographe.
DSCN5153 Montage Musicos.JPG
François Cochard
& Jacques Boussuge
DSCN2862 Musicos - construction.JPG
Jacques Boussuge
& François Cochard
DSCN5151 Francois Cochard ravi de Musicos.JPG
You know what... I'm happy...
DSCN5152 Jacques Boussuge & Musicos.JPG
...Me Too!!!

The following pictures show some details of the spectrograph. This include an Echelle grating, a 400mm objective, and a large pair of prism. The grating is used at 63.5° angle and with orders between 80 & 120. Les images ci-jointes montrent quelques détails du spectrographe: réseau à Echelle (utilisé à 63.5°, ordres 80 à 120), objectif de 400mm...

DSCN2390 Musicos - vue generale.JPG
Overview
DSCN2398 Musicos - Objectif.JPG
Objective
DSCN2408 Musicos - Reseau.JPG
Grating

Acquisition camera

The acquisition camera is a Photometrics CH350 CCD camera. The chip is 2k*2k with 14µm pixel size. The spectra is well contained on the chip and one can even see some wavelength appearing twice (on two different spectra orders).
The acquisition PC is a portable "DOLCH" PC with an PCI acquisition card. A CD-Writer has been added to be able to recuperate images. The use of the PMIS program is easy but you have to follow the following order:
  • run the PIMS program
  • camera | initialize =>select "coralie" camera
  • in the CLI interface, type "convert W" (this allow the full 0-65535 dynamic)
  • OBS xxxx ==> exposure of xxxx msec
  • EXPORT FITS c:\...\FILE.FIT ==>export in FITS format (filename should have less than 8 characters!)

    The CLI commands can be entered in a MACRO file (Macro | Edit) & executed (Macro | Run)... very simple! You can also add the following commands:

  • DARK xxxx ==> take a dark frame of xxxx msec
  • EXPORT FITS C:\...\DARKxxxx.FIT
  • BIAS ==>take bias
  • EXPORT FITS C:\...\BIAS.FIT
  • La caméra CCD utilisée pour l'acquisition est un modèle Photometrics CH350. Le capteur est un Thomson 2k*2k avec des pixels de 14µm. Le spectre est bien contenu au centre du capteur et on peut même voir certaines longueurs d'ondes appraîtrent deux fois, d'un côté et de l'autre d'ordres successifs.
    Le PC d'acquisition est un portable 'DOLCH" avec une carte spéciale au format PCI. Un graveur de CD a été ajouté afin de pouvoir récupérer les images. L'utilisation du programm PMIS est simple mais il faut suivre cette procédure:
  • lancer PIMS
  • camera | initialize =>sélectionner "coralie"
  • dans l'interface CLI, saisir "convert W" (afin d'avoir une dynamique 0-65535)
  • OBS xxxx ==> image de xxxx msec
  • EXPORT FITS c:\...\FILE.FIT ==>exportation au format FITS (fichier de moins de 8 caractères!)

    Les commandes du "CLI" peuvent être saisies dans un fichier MACRO (Macro | Edit) & exécutées (Macro | Run)... aussi simple que cela! On peut aussi utiliser les commandes suivantes:

  • DARK xxxx ==> noir de xxxx msec
  • EXPORT FITS C:\...\DARKxxxx.FIT
  • BIAS ==> offset
  • EXPORT FITS C:\...\BIAS.FIT
  • DSCN5141 Camera Musicos Overview.JPG
    Camera elements
    DSCN2396 Musicos - Camera CH350.JPG
    CH350 camera
    DSCN2403 Musicos - Acquisition.JPG
    Olivier Thizy in control!

    Let there be Light... the Sun!

    neon.JPG
    Neon
    One of the first image, taken with the "red" prism, of a Neon spectral lamp. This is a simple 100msec exposure with dark substracted.
    One can easily recognize Neon spectra. you can notice some pattern that appears in the bottom & on the top - this is the same wavelength of two consecutive orders.
    Une des premières images, prises avec le prisme "rouge" et la fibre de 100µm. Ce spectre du Néon est une simple pose de 100msec avec soustraction du noir. On reconnait le spectre du Néon. Certaines raies sont visibles en haut & en bas; ce sont les mêmes longueurs d'onde mais sur des ordres consécutifs.
    On September 23rd, we took this single spectra of the Sun (same configuration as the Neon reference). Notice the H-Alpha line near the middle, and very recognizable atmospheric Oxygen molecule lines on the left side.
    Notice that the orders are very close to each other on the left and more separated on the right side; this is due to the prism that is not linear.
    Le 23 Septembre, l'équipe pris ce simple spectre du Soleil (même configuration que pour le Néon). La raie H-alpha est bien visible vers le centre, ainsi que les raies d'Oxygène sur la gauche. Les ordres sont très rapprochés à gauche et plus espacés à droite; c'est lié à la non-linéarité de dispersion du prisme. soleil.JPG
    the Sun

    First stars...

    The first target, with the 0.62m f/15 telescope, was of course Alpha Lyrae star: Vega. The spectra of this A0 star shows a large H-Alpha line.
    The second target, that we will use to check our calibration procedure, was Gamma Pegasi. This is a "B" Star that may show emission line sometime. We will use it as reference star for instrumental response calculation.
    The third target, at last, is a "Be" star: Zeta Tauri. The spectra shows a magnificent triple (quadruple?) emission line!!!
    La première cible prise avec le télescope de 0.6m à f/15 fût bien entendu l'étoile Véga, Alpha Lyrae. Le spectre de cette étoile de type A0 montre une large raie H-alpha.
    La seconde cible, qui sera utilisée pour la calibration de nos spectres d'étoiles Be, est Gamma Pegasus - une étoile de type B.
    La troisème cible est une étoile Be particulière (elle est en fait double): Zeta Tauri. Le spectre montre une superbe raie triple (quadruple?) en émission!!!
    vega.JPG
    vega
    gampeg.JPG
    Gamma Pegasus
    zettau.JPG
    Zeta Tauri

    To show first results quickly, here are the spectra around H-Alpha quickly done with VisualSpec and with a single 10minute exposure (we need to pre-process images with more cautious, to combine several images, and to use IRAF for a real good measure of Echelle "curved" spectra). Still, several details are visible... and we didn't look yet at all the "red" spectra area!!! This is really promising for our Be-star studies!!! Pour montrer des résultats rapidement, voici la partie du spectre autour de la raie H-alpha à partir d'une image simple (10 min de pose) & VisualSpec. Un meilleur prétraitement, la some de plusieurs images, et l'utilisation de logiciels professionnels comme IRAF devraient permettre une meilleure utilisation de ces données. Toutefois, plusieurs détails sont déjà visibles: le profile des raies, des raies supplémentaires sur Gamma Pegasus, etc... C'est très prometteur pour nos études d'étoiles Be!!!


    Vega (A0 star)


    Gamma Pegasus (B star)


    Zeta Tauri (Be star)

    Our second... and last night!

    On September 25th, after some improvements made to Musicos (dual 50µm optical fiber; better collimation...), we made our second run of images. Same as for the first night, we took spectra of reference starts Vega (20min) & Gamma Pegasus (1h30), and Be-stars 66 Cygni (1h30) & Zeta Tauri (1h). Emission line is clearly visible on Be-star's spectra. Le 25 Septembre, plusieurs améliorations ont été apportées au spectrographe: meilleur collimation, fibre optique double de 50µm... Une deuxième (et dernière) nuit d'image nous permit de faire Véga (20min) & Gamma Pegasus (1h30), et les étoiles Be 66 Cygni (1h30) & Zeta Tauri (1h). La raies H-alpha en émission est très bien visible sur ces dernières.

    Vega2.JPG
    Vega
    gammapegasus2.JPG
    Gamma Pegsus
    66cygni2.JPG
    66 Cygni
    ZetaTauri2.JPG
    Zeta Tauri


    DSCN5201 Observatoire.JPG
    The observatory


    Note: pictures from Olivier Thizy, François cochard, and Jean-Paul Roux.
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