muller

Au sujet de l'obstruction

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Je voulais revenir au sujet de l'obstruction, ayant vu beaucoup d'affirmations fausses dans ce forum.

Je vous propose un page web :
http://www.astrosruf.com/borealis/perfinstru.html

Pour resumer, un instrument obstrue recolte bien sur moins de lumiere, mais c'est evidemment sur la surface qu'il faut raisonner.
De meme une obstruction centrale conduit THEORIQUEMENT a une MEILLEURE resolution.
Par contre au niveau contraste et distribution de la lumiere sur la figure d'Airy, elle provoque une redistribution de l'energie du pic central sur les anneaux de diffraction secondaire.
D'ou une baisse de contraste.

Vous pouvez constater sur la figure du bas de page sur la page web citee ci-dessus.

ATTENTION, ceci est valable pour un instrument parfaitement collimate (cad dont les optiques sont parfaitement alignees)


PROPOSITIONS :
- Les lunettes ne sont pas meilleures que les BONS telescopes (bien collimates et pas trop obstrues).
- Il faut comparer des instruments a diametre egal, dans des conditions d'observation identiques.
- Les petits instruments (en France typiquement < 150-200 mm) sont moins sensibles a la turbulence atmospherique.

- L'examen de la figure d'Airy est un test de la qualite d'un instrument, mais celle ci change en fonction du diametre !! Avec un gros telescope, il sera plus delicat de l'observer d'une part a cause de l'atmosphere, d'autre part et surtout car les anneaux sont plus petits.

Vous pouvez me contacter muller@iram.fr

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Salut,
Petit problème : ton lien ne marche pas (au 12/10/01).
Je te suis parfaitement pour tes remarques sur l'obstruction. Il faut tordre le coup à tous ces lieux communs. L'acrobatie consiste à ne pas faire trop appel à un vocabulaire scientifique sous peine de larguer pas mal de monde.
Pour le "star test" sur un gros télescope, la symétrie extra/intra focale apporte plus d'informations que l'examen seul du disque d'Airy. Malheureusement la turbulence a tendance à perturber tout jugement.

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Bon, petite erreur dans l'adresse, cette fois ça marche : http://www.astrosurf.com/borealis/perfinstru.html/

J'ai trouvé le paragraphe sur la résolution très intéressant. Le site Zenith Boreal est pas mal du tout. http://www.astrosurf.com/borealis/

PS : tes photos faites avec un newton vixen 200/800 sont biens, mais je comprends maintenant pourquoi il faut un correcteur de coma !

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C'est vrai qu'il vaut mieux faire un suivi pendant les poses (pour une durée pareille ce n'est d'ailleurs pas si mal) mais as-tu un correcteur de coma ? Pour un télescope de ce type (aussi ouvert) c'est presque indispensable.

PS : ta photo d'Andromède est vraiment pas mal malgré les défauts (suivi+mise au point). Rappelle moi quel temps de pose et quel film tu as choisi car il semble que tu ais trouvé un bon compromis pour capter le centre et les bords simultanément.

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pas de correcteur de champ ...

- pas de guidage parce que pas le materiel pour :*( (pas d'oculaire reticule et pas de lunette guide)

pour la photo de M31, c'etait du Kodak 800 ASA, avec une pose de 10 min a f/4 au foyer du T200.

f/4 c'est certes ouvert, mais ce telescope est un regal en grand champ, et au moins il est assez lumineux avec son diametre de 200.

(America, Rosette, Dentelles ... avec un champ de 2 deg et un OIII mmmmmhhhh !!!!)

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Comment peut-on avoir une meilleure résolution avec une obstruction centrale, surtout avec la baisse du contraste qui l'accompagne? (voir message plus haut).
Aurais-je mal lu ou sinon puis-je avoir une explication? Merci d'avance.

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Bonjour,
Je ne comprends pas comment l'obstruction centrale peut améliorer la définition, surtout compte tenu de la baisse de contraste qui accompagne cette obstruction centrale.
J'ai lu sur ces pages une mention des anciens observateurs d'étoiles doubles qui ajoutait une obstruction centrale sur leur lunette pour mieux séparer les couples. Ca me parait curieux et je me demande s'il n'y a pas confusion avec une méthode présentée dans l'atlas de Godillon, qui date de 25 ou 30 ans. La méthode consiste à diaphragmer légèrement l'objectif avec un diaphragme hexagonal juste inscrit dans l'ouverture. Ceci donne à l'image d'une étoile l'aspect d'une étoile à 6 branches entre lesquelles la diffraction crée des zones parfaitement noires permettant la détection d'un compagnon faible et proche. Si ce n'est pas ça, j'aimerais avoir des détails sur la méthode évoquée.
Merci d'avance,

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Merci pour tes infos sur ta photo. Je vais appliquer à peu près les mêmes paramètres avec mon télé de 200 mm (de focale !) à F/4.
J'ai fait moi aussi ce genre de photo à l'arraché avec mon 130 Mizar. Les résultats ne sont peut-être pas fabuleux mais il faut bien se faire la main !

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Je ne comprends pas comment l'obstruction centrale pourrait améliorer la résolution, surtout compte tenu de la perte de contraste qui accompagne la dite obstruction (question à M. Muller). J'ai lu sur une autre discussion que des observateurs d'étoiles doubles obstruaient le centre de leur lunette pour détecter des doubles difficiles. Je me demande s'il n'y a pas confusion avec une méthode exposée dans l'atlas de Godillon (qui date des 70's). Cette méthode consiste à diaphragmer la lunette ou le télescope avec un diaphragme hexagonal juste inscrit dans le diamètre de l'objectif. On perd quelques % de lumière mais l'image d'une étoile brillante devient une sorte d'étoile à 6 branches avec entre les branches des zones très noires permettant de détecter un compagnon faible et proche.
Si ce n'est pas ça, pourrais-je avoir quelques explications sur l'amélioration de la résolution par l'obstruction centrale?
Merci,

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eh oui ... une obstruction centrale augmente bien la resolution theorique ...

pour comprendre cela, encore une fois la meilleure facon est de jeter un coup d'oeil sur la page deja citee (c'est pas de la pub, une image vaut desfois mieux que de longues explications)


Cela dit je vais essayer d'expliquer la chose.


Un instrument optique sert a cree une image d'un objet (prenons une etoile par ex )
En gros il faut reconstituer toutes les informations de cet objet, alors que seule une petite partie de sa lumiere nous parvient : la petite quantite de photons qui rentrent par l'ouverture de l'instrument.

Les lois de l'optique sont ainsi faites, qu'un instrument realise la transformee de fourier de l'emission incidente.

Prenons un instrument dont l'ouverture est circulaire (hum .. en gros tous ..) sans obstruction. Une etoile est un objet ponctuelle (situee a l'infini). La transformee de fourier (l'image a la sortie si vous preferez) d'une source ponctuelle a l'infini transmise par une ouverture circulaire est une image que l'on appelle disque d'Airy :
l'etoile n'apparait pas ponctuelle, mais comme un petit disque entoure d'anneaux. C'est du au phenomene de diffraction de la lumiere, et la encore c'est du au fait que l'on ne collecte pas toute l'information provenant de l'objet : pour ce faire il faudrait un instrument de diametre infini ...). En fait cette TACHE d'Airy est d'autant plus petite que le diametre de l'instrument est grand.

En coupe, cette fonction d'Airy (cf page web citee) montre un gros pic central, avec des pics secondaires s'attenuant au fur et a mesure que l'ons s'eloigne du centre.

La resolution d'un instrument maintenant correspond a la distance entre le centre du pic principal et le premier zero de cette fonction.

Vous comprenez bien que plus le disque de l'etoile est gros, moins bonne est la resolution ! 2 etoiles seront separees si leurs taches d'Airy ne se chevauchent pas.

Bien.

Maintenant, mettons un cache au centre de l'instrument (obstruction centrale) en gardant le meme diametre. Une partie de la lumiere ne rentre certes plus, mais du coup l'image transmise est changee,
sa figure d'Airy n'est PLUS LA MEME. Cette modification fait que le premier zero de la fonction d'Airy s'est rapproche du centre, la resolution THEORIQUE (la encore) est augmentee.

MAIS : en contre partie il y a une redistribution de l'energie dans la figure d'Airy. Une partie de l'energie qui se trouvait dans le pic central est tranferee dans les lobes secondaires, au centre l'etoile apparait moins brillante, alors que les lobes secondaires (les anneaux) gagnent en intensite et en largeur ...
En gros c'est le contraste qui en souffre !!

Sans obstruction, la tache centrale de l'etoile est un poil plus grosse, plus brillante avec des anneaux plus faibles.

Avec obstruction, la tache centrale est legerement plus petite, mais moins brillante avec des anneaux autour plus apparent et plus large.


Pour resoudre des etoiles doubles, l'interet de l'obstruction se trouve justement dans le fait que ca modifie la fonction de transfert de l'instrument.
Si sans obstruction, le compagnon faible tombe pile sur un lobe secondaire, il ne sera pas detecte.
En placant une obstruction, on modifie la figure d'Airy, et avec un peu de chance, le compagnon ne tombe plus sur un lobe secondaire du a l'etoile principale, et du coup il sort, et peut etre vu.


Une autre solution precaunisee par Monsieur Pierre Bourge est de mettre un grillage devant l'ouverture de l'instrument. Meme explication selon les cas, la modification de la tache d'Airy permettra de "voir" un compagnon faible qui n'etait pas vu auparavant.

Question a muller@iram.fr

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Ouais... Pas vraiment convaincu... En tout cas pas sur tout. Ceci dit je vais essayer, on verra bien, c'est le cas de le dire ! D'autant + que les observat° d'une nuit sur l'autre sont enfin et à nouveau possibles !
... La modificat° de la figure d'airy se répercutant sur l'améliorat° ( même théorique ) de la résolut°... C'est là où je suis le + sceptique. Une ostruc° artificielle influe sur la tache de diffract° et peut effectivement permettre une meilleure résolut° d'un couple serré, de part une répartit° différente de la lumière sur l'anneau secondaire et ses périphériques, mais de là à en conclure que la résolut° même de l'instrument s'en trouve améliorée... Je dirais plutôt modifiée.
La principale conséquence de l'obstruct° des réflecteurs, je pense que l'on est tous d'accord, c'est une baisse générale de contraste, + ou - importante sur certains objets et selon la collimat° ainsi que la valeur de ladite obstruct°. Tout le monde a déjà pu constater la différence de pourcentage de lumière qui se focalise sur le centre de la tache de diffract° et sa répartit° sur les anneaux périphériques selon le type de réflecteur dans lequel on observe ; ou un réfracteur où la concentrat° sur le centre ( en proport° ) est encore plus flagrante. D'où un contraste différent d'un instrument à un autre. Ceci pour dire ( à mon avis ) que la figure d'airy est également diffèrente ; et par conséquent fait que parfois un instrument au pouvoir de séparat° moindre peut résoudre des doubles serrées aussi bien voire mieux qu'un autre meilleur théoriquement. ( A collimat° égale ).
Pour ce qui est du grillage, j'ai déjà fait le test qui s'avère il est vrai concluant dans certains cas ; enfin disons rideau moustiquaire.
L'emploi d'un filtre polarisant variable est tout aussi bien, voire mieux.
Bonnes observat° à tous, profitons-en !

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Enfin un débat intéressant!
Une petite remarque au sujet de l'importance démesurée que l'on apporte à l'obstruction.
Le télescope astrométrique de Strand est un télescope de 150cm dont le secondaire est plan! Il a une obstruction supérieure à 50% et pourtant il a bien été prévu pour des mesures de haute précision.
Si on considère tous les facteurs qui dégradent une image télescopique;
1) Précision de l'objectif
2) Echanges thermiques
3) Qualité du barillet
4) Obstruction

Un telescope de haute qualité muni d'une lame de fermeture, même obstrué à 30% sera capable de donner des images beaucoup plus contrastées et piquées qu'une lunette médiocre sans obstruction. Quand Texereau se permettait de dénoncer les méfaits de l'obstruction, il comparait des optiques de même qualité. Ce n'est pas le cas dans le petit monde des instruments pour amateurs.

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Muller à raison et c'est un opticien qui vous le dit. La technique qui consiste à modifier la forme ou la distribution énergétique au niveau de la pupille de l'instrument est une APODISATION. Je vous donne à tous un scoop: Si vous placez au niveau de la pupille d'entrée d'un instrument sans obstruction (lunette) un filtre qui modifie la répartition énergétique de la lumière incidendente selon un profil Gaussien , Vous supprimez les anneaux de diffraction. Vous ne le saviez pas çà.
salut à tous

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Pour éviter de parler de choses qui fâchent (transformées de Fourrier lentes ou rapides, filtre gaussien, convolutions et autres joyeusetées mathématiques), je vous renvois à l'ouvrage de référence qu'est "La construction du Telescope d'Amateur". Texereau analyse simplement et clairement le problème: la résolution théorique d'un instrument avec 50% d'obstruction n'est pas diminuée par rapport à un instrument sans obstruction, mais le premier anneau de diffraction est alors tellement renforcé et proche du disque d'Airy que la moindre turbulence atmosphérique fait qu'on ne pourra plus alors distinguer le premier anneau du faux disque stellaire. Résultat: la résolution pratique maximale est obtenue en mesurant le diamètre théorique du premier anneau de diffraction. Conséquence, on obtient un télescope qui capte (quand même) beaucoup de lumière, mais qui en terme de résolution n'est pas meilleur qu'un instrument d'ouverture bien plus modeste. (Texereau affirme qu'un instrument de 406mm avec une obstruction de 50% est équivalent à un instrument de 152mm sans obstruction en terme de résolution).

Le contraste est une donnée difficile à évaluer, surtout en visuel. Quelle est l'influence de l'oeil? La résolution de l'oeil humain suit les lois de l'optique. Le diamètre angulaire de la tâche de diffraction est donnée (pour une longueur d'onde de 560nm) par d=281.82/D. Dans le meilleurs des cas (D=6mm), le dimètre angulaire de la tache de diffraction est donc de 47". Or on peut voir un cable électrique à grande distance (ayant un diamètre angulaire plus petit que 47"), pourvu que celui-ci se détache de l'arrière plan (le fond du ciel par exemple).

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Je propose à tous ceux que le sujet intéresse de se connecter à l'adresse suivante : http://www.stargazing.net/astrotips/english/index.html
et de télécharger le freeware Aberrator.
Ce logiciel génial permet de dessiner la figure théorique d'Airy en choisissant et en faisant librement varier les paramètres du télescope : diamètre , obstruction, rapport focale....
Le logiciel me parait fiable, je me demande même si H. R. Suiter dans son bouquin "Star Testing Astronomical Telescopes" ne l'a pas utilisé pour ses illustrations, tellement les images du livre et de l'écran sont semblables !
Ce n'est pas tout : on peut choisir non seulement une étoile simple mais aussi une double, on choisit l'écartement, .... on peut aussi prendre une image de planète et mesurer l'étendue de la dégradation apportée par le telescope.
Le dit télescope peut ensuite être affligé d'un nombre important de défauts (comme les vrais en somme !) : astigmatisme, aberration de sphéricité, ....
On choisit ou non défocaliser, de la quantité voulue bien sûr...
Bon je m'arrête là il faut vraiment découvrir ce logiciel (gratuit).
Concernant le sujet des messages précedents, on constate bien qu'une double est mieux séparée en cas d'obstruction !!! Je me suis placé dans les conditions suivantes : D=250, Obs.=0 puis 30% , choix de l'étoile = 36And dont la séparation est de 0,85" d'arc. Le résultat est net : sans obstruction les disques d'Airy sont au contact, avec obstruction on voit un chenal sombre les séparer. Le transfert d'énergie de la tâche vers le premier anneau de diffraction est aussi évident.
C'est un logiciel très pédagogique pour comprendre les conséquences des défauts optiques sur les images et pour la pratique du star test.
Seul défaut , c'est un peu long à télécharger et il faut un micro assez puissant pour les calculs sinon ça rame !
Bonne simulation !

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