Faire de l’astrométrie, comme les grands

Dans la continuité de mon article Astronomie sans télescope, l’idée était de voir si, avec un simple APN équipé d’un objectif de 50 mm et un pied d’appareil photo standard, il était possible de retrouver les paramètres d’orbite de Vesta.

le principe est simple, faire 3 observations à quelques jours d’intervalle, puis à l’aide d’un logiciel calculer les éléments elliptiques de l’astéroïde et enfin les reporter dans un logiciel de cartographie pour comparer la trajectoire calculée avec celle prédite.

Rappel sur les éléments elliptiques d’un corps :
Les éléments elliptiques sont constitués d’une série de 6 paramètres permettant de définir parfaitement une orbite elliptique keplerienne, dans le repère écliptique céleste, pour une époque initiale donnée T0.

Trois paramètres déterminent les caractéristiques de l’ellipse et du mouvement du corps dans le plan de l’orbite :

• a : demi-grand axe de l’ellipse
• e : excentricité de l’ellipse
• u : anomalie vraie du corps (angle formé par la direction du périastre et la direction du corps vues du foyer de l’ellipse). On utilise souvent l’anomalie moyenne M

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Trois angles permettent de positionner le plan de l’orbite dans l’espace :

• Ω : longitude du nœud ascendant de l’orbite (angle formé par la direction de l’axe Oγ et la direction du nœud ascendant de l’orbite
• i : inclinaison de l’orbite i (angle formé par le plan de l’écliptique et le plan de l’orbite)
• ω : argument de la latitude du périastre (angle formé par la direction du nœud ascendant et la direction du périastre.

Périastre : Point de l’orbite d’un objet céleste, gravitant autour d’un autre, pour lequel la distance des deux corps est minimale.

Devoir de vacances

Un séjour à la montagne (Le Grand-Bornand) pour les fêtes de fin d’année était l’occasion d’explorer un peu plus les limites des l’astronomie sans télescope.

EOS 450D et zoom 70-200 sur monture Astrotrac.

Un appareil photo (EOS 450D) avec son zoom 70-200 F4 calé à 200mm, une monture de voyage Astrotrac et un simple pied d’appareil photo dans la valise, il ne restait plus qu’à espérer un peu de beau temps.
Juste remis des agapes du réveillon, la nuit du 2 au 3 janvier, sans être exceptionnelle, a été l’occasion de mettre mon projet à exécution.

L’objectif était de réaliser un premier cliché de M42 et un second de la nébuleuse de la Tête de cheval (Barnard 33) afin de les assembler en un mini-panorama de cette région du ciel tellement prisée des astrophotographes.

Avoir avoir installé le matériel sur le bord d’un chemin un peu à l’écart du village, malgré les phares des dameuses et une turbulence très marquée, j’ai pris 2 séries de 36 clichés (30 secondes de pose à 400 ISO), une première centrée sur Barnard 33 et une seconde sur M42 (sans oublier les dark).
2 heures plus tard, j’étais de retour au chalet avec quelques dizaines de fichiers bruts à traiter.

Le traitement a été effectué en plusieurs temps.

• Tout d’abord IRIS a été sollicité pour le pré-traitement (offset, dark, flat), l’alignement et la superposition des clichés et la balance des blancs (avec un poil de rehaussement de la dynamique de l’image pour Barnard 33).
• Pour M42, un traitement de type HDR (High Dymanic Range) a été nécessaire afin de préserver les détails dans la parte la plus brillante de la nébuleuse, tout en faisant ressortir ceux de la couronne.
• Ensuite, le bruit résiduel (essentiellement de luminance) des images résultantes a été traité avec Photo Ninja.
• Enfin l’assemblage des 2 images en un mini-panorama a été réalisé avec Autopano pro.

Le résultat est ce panorama couvrant un champ d’environ 9° x 4°

De M78 à M42 en passant par Barnard 33

De la gauche vers vers la droite, on peut identifier : M 78 et NGC 2067 (en bas de l’image), la nébuleuse de la Flamme (NGC 2024) et la nébuleuse de la Tête de Cheval (Barnard 33) et enfin NGC 1977, M43 et M42.

Astronomie sans télescope

L’idée de base était de voir, s’il était possible de faire une observation ludique et si possible intéressante avec pour seul matériel un EOS 450D équipé d’un objectif de 50mm et d’un pied photo.
Mon choix s’est porté sur l’astéroïde Vesta, avec comme objectif premier de le situer dans son champ d’étoiles et ensuite de tenter d’observer son déplacement sur plusieurs jours.

La principale contrainte est que sans suivi, le temps de pose est limité par la rotation de la terre. Il peut être déterminé avec la formule suivante :

Temps de Pose en secondes = (1/cos δ) * (180*3600)/(15*π) * (p/F)

Avec : δ la hauteur du centre de l’image, p la taille du pixel de l’APN et F la focale de l’objectif
Dans mon cas  (δ=45°, p=5,15μ et F=50mm) le temps de pose maximum sera de 2 secondes

Ce faible temps d’exposition nécessite de multiplier le nombre de poses afin d’atteindre la magnitude nécessaire à l’observation. Dans mon cas, avec 35 poses on a un S/N d’environ 1 e-/ADU ce qui représente un bon compromis.

La sensibilité est fixée à 400 ISO et l’ouverture à F/D 2,8 (on ferme de 1 diaphragme afin de limiter l’effet de coma, important sur le bord de l’image)

Bien sur, on n’oublie pas les flat-field, dark et offset (9 poses de chaque) nécessaires au traitement qui est effectué sous Iris et voilà le résultat.

L’opération, reproduite plusieurs jours de suite, permet de réaliser un montage mettant en évidence le déplacement de Vesta.

La ronde des planètes – Songe d’une nuit d’été

Mars et Saturne

Au mois août 2012, la position favorable des planètes nous permettait de toutes les découvrir l’espace d’une nuit.

En début de soirée, juste après le coucher du Soleil, Mars et Saturne étaient bien visibles, juste au-dessus de Spica de la constellation de la Vierge

Neptune

Quelques kilomètres plus loin et quelques heures plus tard, malgré la pollution lumineuse, Neptune se laisse capturer

Uranus

Il suffit de pivoter de 90° vers l’est pour attraper Uranus dans nos filets avec M31 en prime

Hasard des éphémérides, Pallas était proche d’Uranus et vient se mêler à la ronde.

Vénus, Jupiter et Mercure

La nuit n’est pas finie. Pour compléter la photo de famille je me déplace encore de quelques kilomètres vers l’est et attend le levé du jour. Vénus, Jupiter et Mercure (très difficilement visible) en compagnie de la Lune pour faire bonne mesure se laissent tirer le portrait

Note : Les photographies ci-dessus ont été réalisées avec un EOS 450D équipé d’un zoom 10-22 calé sur 10mm. Les clichés d’Uranus et de Neptune sont des poses uniques de 120 secondes réalisées à l’aide d’une monture Astrotrac, puis traitées sous Iris. Les autres clichés ont été réalisés sans suivi.