Astrophotographie du Ciel Profond…

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1 Astrophotographie du Ciel Profond…
Dominique Boutigny alias Dom de Savoie sur Webastro RAP 2012 Craponne sur Arzon Astrophotographie du Ciel Profond… … Retour sur une conférence faite aux RAP 2009 intitulée : "Débuter en photographie du ciel profond pour pas (trop) cher"

2 La p'tite note… en 2009… Newton + monture: 600 €
Contrepoids supplémentaire € Lunette Apo € Camera de guidage € CCD genre DSI Pro II € Total: € Options Filtres RVB € Filtre H € Porte oculaire € Total: € Dominique Boutigny RAP 2009

3 Télescopes Promotion d'un magasin discount bien connu  600 €
Meade LXD75 – Monture allemande motorisée + Newton 150/750 (F/d = 5) J'ai conservé le tube Pour avoir un champ plus grand j'ai acquis une lunette Apochromatique Baader Scopos 66 / 400 (F/d = 6) – 400 € J'ai gardé la lunette La monture est tombée en panne  L'idée était aussi de l'utiliser pour faire de l'autoguidage Dominique Boutigny RAP 2009

4 Monture EQ6 - GoTo Pilotable par informatique via une interface ASCOM
Dominique Boutigny RAP 2012

5 Porte Oculaire Dominique Boutigny RAP 2012

6 Caméras Note: Je n'ai pas d'actions chez Meade 
Conservée parce que … je l'aime bien et que j'ai fait des jolie photos avec… 800 $ 400 $ Conservée pour l'autoguidage Celle-là je m'en suis débarrassé sans regret Meade DSI Pro II 752 x 582 pixels  8.6 m Meade DSI Pro I 510 x 492 pixels  7.5 m Meade DSI Pro III 1360 x 1024 pixels 6.4  6.4 m Sony ICX429ALL 1/2" Sony ICX254AL 1/3" Sony ICX285AL 2/3" Capteurs monochromes Filtres IR / R / V / B pour la couleur Dynamique 16 bits soit niveaux de gris Dominique Boutigny RAP 2009

7 Approche / problématique
Trouver des critères de choix pour un matériel permettant de faire de la photographie du ciel profond sans trop de prise de tête pour un budget aussi limité que possible Dominique Boutigny RAP 2012

8 Focale – Taille du capteur
Le couple (focale F; dimension du capteur) détermine le champ photographié Si la focale est 2 plus grande Pour un même capteur L'objet apparaîtra 2 plus étendu sur la photo Objectif Capteur Objectif Capteur Dominique Boutigny RAP 2012

9 Diamètre et rapport F/D
Le diamètre D détermine la quantité de lumière qui rentre dans l'instrument Le diamètre D fixe également la limite de résolution de l'instrument Q = l/D Q en degrés 150 mm – l = 600 nm  1 seconde d'arc pour un instrument parfait Avec un petit budget et un site d'observation standard (jardin) ce paramètre n'est pas déterminant pour l'imagerie du ciel profond… Le rapport F/D détermine la manière dont la lumière est concentrée sur chaque pixel F/D détermine la "luminosité" de l'instrument – Plus le rapport F/D est petit plus l'instrument est lumineux Dominique Boutigny RAP 2012

10 Focale, Diamètre et rapport F/D
Exemple: Deux instruments: F = 750mm D = 150mm et F = 1500 mm D=300 mm ont le même rapport F/D =5 et donc la même "luminosité" Toutes choses égales par ailleurs: Il faudra poser le même temps pour que chaque pixel reçoive la même quantité de lumière Le champ couvert sera 2 fois plus étroit avec le deuxième instrument Taille du capteur et Focale vont déterminer le champ et donc fixer ce qu'on peut photographier Sensibilité du capteur et rapport F/D vont déterminer le temps total de pose nécessaire pour faire apparaître les détails les moins lumineux Dominique Boutigny RAP 2012

11 Deux formules utiles Champ vu par le capteur
: champ dans la direction x (y) en minutes d'arc li: dimension du capteur dans la direction x (y) F: Focale de l'instrument dans la même unité que li Echantillonnage e: échantillonnage en secondes d'arc / pixel l: taille d'un pixel en m F: Focale de l'instrument en mm On admet que pour l'imagerie du ciel profond l'échantillonnage idéal se situe entre 1 et 4 "/pixel Dominique Boutigny RAP 2012

12 Démarche de choix… L'imageur et l'instrument d'observation sont fortement liés Petites focales Le ciel profond nécessite souvent d'imager un champ important Grand capteur F/D petit Les objets du ciel profond sont généralement peu lumineux Capteur sensible Dominique Boutigny RAP 2012

13 Choix de l'imageur… (2009) Budget : quelques centaines d'Euros
Grand capteur Petit capteur Caméra CCD d'entrée de gamme Appareil Photo Numérique Capteur Noir et Blanc Suppression du filtre anti-IR pour récupérer la sensibilité dans la raie H Bonne sensibilité Couleur "facile" Sensibilité limitée Dominique Boutigny RAP 2012

14 Refroidie / stabilisée en température
Choix de l'imageur… (2012) Budget : € Grand capteur Moyen capteur Caméra CCD milieu de gamme Appareil Photo Numérique Capteur Noir et Blanc Suppression du filtre anti-IR pour récupérer la sensibilité dans la raie H Bonne sensibilité Refroidie / stabilisée en température Couleur "facile" Sensibilité limitée (quoi que …) Dominique Boutigny RAP 2012

15 Efficacité quantique ICX285AL
Raie Ha Dominique Boutigny RAP 2012

16 Comparaison des montages possibles
Champ: 54'  43' Échantillonnage: 4.3" / pixel Champ: 28'22' Échantillonnage: 2.3" / pixel DSI Pro II Champ: 40'30' Échantillonnage: 1.8" / pixel Champ: 76'  57' Échantillonnage: 3.3" / pixel Atik 314L+ Les pixels de la 314L+ ont une surface 43% moins grande que ceux de la DSI II Toutes choses égales par ailleurs ils recevront donc presque deux fois moins de lumière  dégradation du rapport signal / bruit Dominique Boutigny RAP 2012

17 Champ autour de M51 Carte du Ciel V3 Dominique Boutigny RAP 2012

18 Champ autour de NGC1499 Dominique Boutigny RAP 2012

19 Autoguidage Pour augmenter les temps de pose, la seule solution est d'autoguider Le secret d'un autoguidage réussi est la stabilité et la rigidité Bien que la lunette soit fixe on trouve toujours une étoile guide Le montage doit être parfaitement rigide On guide avec une précision d'une fraction de pixel et les pixels font 5 m  La moindre flexion va dégrader le guidage L'autoguidage est fait à l'aide de la DSI Pro I Imagerie avec le Newton – Guidage avec la lunette Guidage avec le Newton – Imagerie avec la lunette 2 montages possibles Dominique Boutigny RAP 2012

20 Autoguidage avec une double queue d'aronde
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21 Logiciels d'autoguidage
PHD Guiding (Push Here Dummy !): donne d'excellents résultats et est paramétrable Phase d'étalonnage automatique Poses d'1 ou 2s sur le capteur de guidage Avec un montage optique bien rigide et ce type de logiciels on peut réaliser des poses de 5 minutes ou plus Dominique Boutigny RAP 2012

22 Temps de pose optimal Autant que la monture + autoguidage le permettent Sans (trop) saturer les zones / étoiles brillantes En essayant d'exploiter la dynamique de la caméra 16 bits : niveaux de gris. Dominique Boutigny RAP 2012

23 Exemple du Halpha Dominique Boutigny RAP 2012

24 Dominique Boutigny RAP 2012

25 DSI Pro 2 M51 aux RAP 2008 – 7 poses seulement de 2 minutes
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26 DSI Pro 2 M101 aux RAP 2008 – 35 poses de 2 minutes Dominique Boutigny

27 Transmission du filtre
Filtre H 189 € L'hydrogène est l'élément le plus abondant dans l'univers Son ionisation sous l'effet du rayonnement UV des étoiles va provoquer l'émission d'une raie à la longueur d'onde de nm (rouge) L'H est présent dans toutes les nébuleuses par émission Avec ce type de filtre on capte aussi la raie de l'Azote NII (654.8 nm) Réponse du CCD ICX285AL Transmission du filtre Le peu de lumière nécessite de poser plusieurs minutes pour avoir un signal exploitable Dominique Boutigny RAP 2012

28 Filtre H Le filtre H multiplie les possibilités de l'instrument
Permet d'augmenter considérablement le contraste des nébuleuses Poses de plusieurs minutes en présence de la Lune Supprime l'effet de la pollution lumineuse 1 pose de 5 minutes Dominique Boutigny RAP 2012

29 NGC 6888 Scopos + DSI II 1h40 de pose NGC 7635 Newton + DSI II
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30 IC5070 Scopos + ATIK 21 x 6 mn de pose Dominique Boutigny RAP 2012

31 IC1396 Scopos + ATIK 20 x 6 mn de pose Dominique Boutigny RAP 2012

32 Traitement des images Offset
L'offset est la médiane d'un ensemble de poses très courtes prises dans le noir L'offset permet de corriger le bruit dû à l'électronique de lecture du capteur CCD Dominique Boutigny RAP 2012

33 Effet du préamplificateur
Darks Un dark est la médiane d'une série d'images prises dans les mêmes conditions que l'image astronomique, mais en isolant le capteur de la lumière Le dark médian sera soustrait de chaque image Effet du préamplificateur Pixels "chauds" Le dark est très sensible à la température d'où l'intérêt d'avoir une caméra refroidie et stabilisée en température Dominique Boutigny RAP 2012

34 Flats ou P.L.U. (Plages de Lumière Uniforme)
Le couple CCD / Optique souffre d'imperfections Vignettage Réponse non uniforme du CCD Poussières sur le CCD ou les filtres On réalise les flats en photographiant une surface uniformément éclairée Les images astro sont divisées par le flat Dominique Boutigny RAP 2012

35 Préparation des soirées CCD
Winstar 2 très pratique pour la localisation des objets Franck Richard - Carte du Ciel V3 pour la visualisation de l'extension de l'objet et du champ stellaire alentour Patrick Chevalley Logiciel libre sous GPL Ces 2 logiciels sont très bien fait – Un grand merci aux auteurs… Aladin : Logiciel de visualisation et de d'astrométrie du Centre de Données Astronomiques de Strasbourg Logiciel professionnel donnant accès à de nombreuses bases de données Très intéressant pour identifier les objets très faibles présents sur nos images (quasars par exemple) Dominique Boutigny RAP 2012

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37 Traitements des images
DeepSkyStacker (DSS) de Luc Coiffier Prétraitement et empilement entièrement automatique des images Offset – Flat – Dark Corrige la rotation de champ et est même capable d'empiler des images prises avant et après la bascule de la monture au zénith Nécessite un traitement complémentaire dans IRIS ou dans PhotoShop IRIS et DeepSkyStacker sont gratuits – Merci aux auteurs Dominique Boutigny RAP 2012

38 Retrait des gradients Dominique Boutigny RAP 2012

39 Retrait des gradients http://pixinsight.com/
IRIS peut donner de bons résultats PixInsightLE permet de traiter les cas difficiles Malheureusement PixInsightLE n'est plus distribué. On peut toutefois donner légalement une copie à quelqu'un Utilisation complexe Tutoriel : Dominique Boutigny RAP 2012

40 NGC 891 après retrait du gradient
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41 Images en couleur Le capteur CCD n'est sensible qu'à la quantité de lumière reçue Pour réaliser des images en couleur, il faut combiner des séries d'images prises avec des filtres Clair, Rouge, Vert et Bleu Il faut équilibrer les différentes prises de vues à l'aide d'un logiciel de traitement d'image (type Photoshop) de façon à rétablir la balance des couleurs Voir par exemple : L'usage d'une roue à filtre est très pratique, mais pas strictement indispensable Dominique Boutigny RAP 2012

42 Dominique Boutigny RAP 2012

43 NGC7023 Newton + ATIK 60 x 4 mn de pose Dominique Boutigny RAP 2012

44 Poses de 80s sans autoguidage
2008 Scopos + DSI1 Poses de 80s sans autoguidage 2005 ETX + ToUCam Dominique Boutigny RAP 2012

45 2010 Scopos + DSI2 Dominique Boutigny RAP 2012

46 2011 Scopos + 314L+ Dominique Boutigny RAP 2012

47 La p'tite note… en 2012… Newton 150/750 "optimisé photo" 400 €
Monture EQ6 Goto € Lunette Apo € Camera de guidage € CCD genre ATIK 314L € Total: € On peut faire moins cher avec une caméra possédant un capteur plus petit (DSI 2 à 400 € par exemple) : 2350 € Options Filtres RVB € Filtre H € Total: € Dominique Boutigny RAP 2012

48 Conclusions Si c'était facile, ce ne serait pas drôle… 
Entre 2009 et 2012 mon budget astro est passé de 1500 à 3500 € La DSI Pro II reste une caméra très gratifiante (grande sensibilité / gros pixels)  Excellent pour démarrer en astrophoto pour pas cher Certains matériels ne sont pas fiables ou présentent de piètres performances, il faut être vigilant  Être attentif aux mauvaises expériences sur les forums Le passage à l'étape suivante nécessite un investissement significatif Nouveau tube Nouvelle caméra / plus grand capteur Si c'était facile, ce ne serait pas drôle…  Dominique Boutigny RAP 2012

49 Merci de votre attention
SN2011dh Dominique Boutigny RAP 2012