CAPAS2012 - Etude d`Albiréo en spectro amateur

30 septembre 2012
Etude d’Albiréo en Spectro
David ANTAO
RAAGSO :
RAAGSO :
Congrès Amateurs Professionnels Astrophysique Stellaire - CAPAS 2012 – Onet-le-Château
I
- Pourquoi Albiréo ?
II - Spectres bruts « photos »
III - Spectres après traitement
IV - Petits calculs sympas !
V - Conclusion
CAPAS 2012 – Onet-le-Château
I - Pourquoi Albiréo?
Comme tout le monde le sait Albiréo est une des plus belle étoile
double du ciel. Elle trône dans la constellation du cygne tout l’été!
Les deux composantes du système ont des couleurs très différentes,
jaune pour l’une et bleue pour l’autre.
C’est une vraie étoile double, physiquement liée c’est l’occasion de
relever un petit défi: mesurer les vitesses radiales pour savoir
laquelle se rapproche de nous et laquelle s’éloigne, et ainsi juger la
capacité de résolution du spectro Lhires III.
CAPAS 2012 – Onet-le-Château
Albiréo, étoile double
David Antao
Objectif:
Déterminer la vitesse radiale
pour savoir laquelle se
rapproche de nous et laquelle
s’éloigne
CAPAS 2012 – Onet-le-Château
En fait on mesure la composante de la
Vitesse radiale sur la ligne de visée.
CAPAS 2012 – Onet-le-Château
Effet Doppler - Fizeau
CAPAS 2012 – Onet-le-Château
II - Spectres bruts
CAPAS 2012 – Onet-le-Château
CAPAS 2012 – Onet-le-Château
Spectre brut haute résolution
Zoom sur Hbeta
CAPAS 2012 – Onet-le-Château
III
Traitement des spectres avec
ISIS
(logiciel gratuit de Christian Buil)
CAPAS 2012 – Onet-le-Château
Spectres haute résolution
CAPAS 2012 – Onet-le-Château
Etoile jaune
Etoile bleue
1er surprise : La raie Hbeta est très
large
2ième surprise : La raie Hbeta a un
double pic central
Pour la raies de l’étoile bleue:
Pourquoi la raie Hbeta est aussi large?
C’est très certainement dû à la rotation de l’étoile et à sa densité.
L’étoile bleue tourne très vite <0,6 jour !
Pour le Soleil c’est 28 jours en moyenne.
Possibilité d’autres mesures sympa, la vitesse de rotation de l’étoile,
qui entraine d’autres questions….
A approfondir….
CAPAS 2012 – Onet-le-Château
CAPAS 2012 – Onet-le-Château
Superposition des spectres haute résolution
4861,33Å
CAPAS 2012 – Onet-le-Château
Superposition des spectres haute résolution
4861,33Å
Spectre bet2cyg lissé
On remarque que la raie H beta des spectres ne se trouve pas à
4861,33Å ( Angström) cela signifie que les étoiles sont en mouvement
par rapport à nous. (Les spectres ont été corrigés de la vitesse héliocentrique)
Mesures des centres des raies
Etoile bleue : 4861.187Å
Ecart avec Hbeta =
λb = -0.143Å
Etoile jaune : 4860.889Å
Ecart avec Hbeta =
λj = -0.441Å
Il y a un décalage vers le bleu, donc les étoiles se rapprochent de nous.
L’étoile jaune se rapproche plus vite que l’étoile bleue
CAPAS 2012 – Onet-le-Château
IV - Petits calculs sympas !
Petite formule simple pour le calcul des vitesses radiales:
Vr = (
λ/λ).C
Vr étoile bleue = ( -0,143 / 4861,33 ) . 299792 = -8,82 Km/s
Vr étoile jaune = ( -0,441 / 4861,33 ) . 299792 = -27,20 Km/s
L’étoile bleue se rapproche de nous à 8,82Km/s et la jaune à 27,20Km/s
La correction de la vitesse héliocentrique (vitesse de rotation de la Terre sur elle-même et autour du
Soleil) a bien sûr été corrigé, car elle est non négligeable, de l’ordre au moment de la prise de vue de
-18,39Km/s !
Il ne nous reste plus qu’à comparer mon résultat avec les données de la
littérature pour voir si je suis dans les clous ou pas !
CAPAS 2012 – Onet-le-Château
Mes mesures :
Données SIMBAD :
Etoile bleue :
Vitesse Radiale : -8,82 Km/s
Etoile bleue :
Vitesse Radiale : -18,00 Km/s
Etoile jaune :
Vitesse Radiale : -27,20 Km/s
Pas bon
bon
Etoile jaune :
Vitesse Radiale : -24,07 Km/s
Pourquoi ma mesure diffèrent sur
l’étoile bleue et pas sur la jaune ???
CAPAS 2012 – Onet-le-Château
D’où peuvent venir ces différences ?
-Est-ce que la différence de vitesses radiales est dû à l’imprécision
de la mesure de la raie Hbeta de l’étoile bleue?
-Est-ce que les vitesses radiales ont évolué depuis les mesures qui
sont sur SIMBAD?
-Est-ce que je mesure les vitesses radiales de plusieurs étoiles?
CAPAS 2012 – Onet-le-Château
Pour la vitesse radiale :
CAPAS 2012 – Onet-le-Château
J’ai remarqué dans les paramètres des étoiles que la période des orbites est de
214ans. En fonction de la position de l’étoile sur son orbite par rapport à nous il
peut y avoir des modifications rapides des Vr. Ensuite j’ai vu sur SIMBAD que la
donnée sur la vitesse radiale de l’étoile bleue date de 1953. Tout s’explique! En
58 ans l’étoile a parcouru ¼ de son orbite, donc forcément la Vr a évolué.
Pour l’étoile jaune, la donnée date de 2005.
MAIS …..
Voilà où j’en étais fin 2011 !
Suite à une présentation lors d’un RICAR (Rencontre Inter-Club
d’Astronomie Régional) à Millau, mon ami Laurent Coorp, qui était
en train de préparer le CAPAS (Congrès Amateurs
Professionnels Astrophysique Stellaire) m’a demandé de refaire
cette présentation.
-Tu es sûr? Je n’ai pas le niveau !
-Si, si tu verras…
-Ok, mais ça ne va pas être facile…
Peu de temps après la revue de la SAF « L’Astronomie » me
demande d’écrire un article sur ma manip. qui parait en avril
2012.
Rajout par rapport à la présentation lors du CAPAS 2012 – Onet-le-Château
Rajout par rapport à la présentation lors du CAPAS 2012 – Onet-le-Château
Préparation du CAPAS
Objectif : 1 seul point de mesure ce n’est pas
suffisant, ce n’est pas significatif !
Je ne peux pas présenter quelque chose
d’approximatif….
Donc je vais faire d’autres points de mesure et
je recalcule tout, et…
Rajout par rapport à la présentation lors du CAPAS 2012 – Onet-le-Château
Et ….. C’est sans compter les erreurs de débutant!
Petite erreur dans l’estimation la vitesse héliocentrique : -18.453Km/s
(-18.39 Km/s )
+ mesure centre de raie pas assez précise !
Après recalcul :
Vr Bet1 Cyg = -24.1 Km/s (ancienne mesure -27,20 Kms)
Vr Bet2 Cyg = -14.2 Km/s (ancienne mesure -8.82 Km/s)
Estimation de l’erreur +/- 3Km/s (avec l’APN Canon 1000D)
Comparaison avec Simbad
Bet1 Cyg -24.07 Km/s données de 2005
Bet2 Cyg -18.00 Km/s données de 1953
CAPAS 2012 – Onet-le-Château
Achat d’une caméra CCD: Atik 314L+
CAPAS 2012 – Onet-le-Château
Raie Hbeta
Bet1 Cyg
Bet2 Cyg
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Bet1 Cyg raie Hbeta
Bet2 Cyg raie Hbeta
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Raie Halpha
Bet1 Cyg
Bet2 Cyg
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Bet1 Cyg raie Halpha
Bet2 Cyg raie Halpha
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Bet2 Cyg raie Halpha (avec raies telluriques) – étoile Be
Rajout par rapport à la présentation lors du CAPAS 2012 – Onet-le-Château
Bet2 Cyg raie Halpha (sans raies telluriques) – étoile Be
CAPAS 2012 – Onet-le-Château
Trop optimiste sur
l’incertitude. il faut au
moins doubler cette valeur.
Nouvelles mesures sur les raies Hbeta et
Halpha
Remarque CAPAS
CAPAS 2012 – Onet-le-Château
CAPAS 2012 – Onet-le-Château
Mais alors pourquoi la vitesse radiale
de Bet2 Cyg qui a parcourue ¼ de son
orbite depuis 1953, n’as pas bougé ?
CAPAS 2012 – Onet-le-Château
Trop optimiste sur
l’incertitude. il faut au
moins doubler cette valeur.
Nouvelles mesures sur les raies Hbeta et
Halpha
Remarque CAPAS
CAPAS 2012 – Onet-le-Château
CAPAS 2012 – Onet-le-Château
Méthode de calibration utilisée :
1- Je fais la moyenne des néons avant et après les poses.
Ensuite je fais le traitement avec l’image de calibration de la moyenne des néons.
2 - Je fais la moyenne des argons avant et après les poses.
Ensuite je fais le traitement avec l’image de calibration de la moyenne des argons.
3 - Je fais la moyenne des 2 résultats de traitement, que je nomme “calib-lampes”
4 - Je refais ensuite le traitement en calibrant cette fois-ci sur les raies atmosphériques (pour les étoiles chaudes).
Je le nomme “calib-tellurique”
5 - Je compare les 2 résultats “calib-lampes” et “calib-tellurique” et je vois que les résultats sont en accords, donc
je peux avoir une bonne confiance en ma méthode de calibration et le résultat “calib-lampes” est satisfaisant.
* Pour les étoiles froides, les raies telluriques sont mélangées avec les raies spectrales de l’étoile, donc c’est
impossible de calibrer avec.
**Les images sont bien sûr corrigées des offset, dark et flat.
Rajout par rapport à la présentation lors du CAPAS 2012 – Onet-le-Château
CAPAS 2012 – Onet-le-Château
CAPAS 2012 – Onet-le-Château
D’où peuvent venir ses variation?
Erreur de mesure ou d’acquisition?
Variation réelle de l’étoile?
Manque de précision?
??????
CAPAS 2012 – Onet-le-Château
V - Conclusion
C’est super la spectro !
On se pose des questions,
CAPAS 2012 – Onet-le-Château
V - Conclusion
C’est super la spectro !
On se pose des questions,
On fait des mesures,
CAPAS 2012 – Onet-le-Château
V - Conclusion
C’est super la spectro !
On se pose des questions,
On fait des mesures,
Et au final on se retrouve avec plus de
questions qu’au départ !
CAPAS 2012 – Onet-le-Château
V - Conclusion
C’est super la spectro !
On se pose des questions,
On fait des mesures,
Et au final on se retrouve avec plus de
questions qu’au départ !
Mais qu’est ce qu’on s’amuse bien!
Merci à David Bregou pour son aide !
CAPAS 2012 – Onet-le-Château
Explications et conseils lors du CAPAS
Je suis trop optimiste sur les estimations des incertitudes. Il faut au moins
doubler les valeurs. (Ce n’est pas facile à mesurer pour les amateurs.)
Mesurer mon rapport signal sur bruit pour voir dans quelle proportion cela
influe sur mes mesures.
Mesurer une étoile de type K comme Bet1Cyg en parallèle, connu pour être
stable afin de vérifier mes résultats.
Maintenant on sait que les étoiles de type K sont connues pour avoir des
pulsations, des éruptions « solaires » assez violentes. Est-ce que c’est ce qui
s’est passé lors de mes mesures ?
Refaire des acquissions non pas l’une après l’autre, mais les 2 étoiles en
même temps sur la fente du spectro. C’est plus délicat, mais cela
supprimerait des erreurs instrumentales.
Consulter le 6ième catalogues d’orbite d’étoiles doubles de l’Observatoire
Naval des Etats-Unis à Washington (USNO) pour déterminer les paramètres
des orbites et ainsi remonter à la vitesse radiale propres des étoiles.
De plus c’est une binaire multiple cela complique nettement plus les choses….
Remerciement :
Je remercie tout le monde pour accueil chaleureux qu’a reçu ma présentation.
C’est important, car quand on est astronome amateur, isolé dans son coin,
parce qu’on fait des manip un peu hors normes, c’est très appréciable de voir
que cela intéresse les astrophysiciens professionnels. C’est bien de savoir
que l’on ne se trompe pas trop, d’avoir des conseils et de nouer des contacts
sur qui on puisse s’appuyer en cas de difficultés.
Merci aussi à Laurent Coorp qui a su voir que j’étais capable de tels résultats.
Et merci aux membres d’Andromède 4A pour l’organisation du congrès qui fut
très enrichissant !