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Astrophotographie du Ciel Profond… … Retour sur une conférence faite aux RAP 2009 intitulée : "Débuter en photographie du ciel profond pour pas (trop)

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

2 La p'tite note… en 2009… RAP 2009Dominique Boutigny Newton + monture: 600 Contrepoids supplémentaire 50 Lunette Apo Camera de guidage 100 CCD genre DSI Pro II 400 Total:1550 Filtres RVB 120 Filtre H 190 Porte oculaire 200 Total: 510 Options

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

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

5 Porte Oculaire RAP 2012Dominique Boutigny

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

7 Approche / problématique RAP 2012Dominique Boutigny 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 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

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

9 Diamètre et rapport F/D RAP 2012Dominique Boutigny 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 Avec un petit budget et un site d'observation standard (jardin) ce paramètre n'est pas déterminant pour l'imagerie du ciel profond… = /D en degrés 150 mm – 600 nm 1 seconde d'arc pour un instrument parfait 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

10 Focale, Diamètre et rapport F/D RAP 2012Dominique Boutigny 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" 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

11 Deux formules utiles RAP 2012Dominique Boutigny Champ vu par le capteur : champ dans la direction x (y) en minutes d'arc l i : dimension du capteur dans la direction x (y) F: Focale de l'instrument dans la même unité que l i 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

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

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

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

15 Efficacité quantique ICX285AL RAP 2012Dominique Boutigny Raie H

16 Comparaison des montages possibles RAP 2012Dominique Boutigny Champ: 54' 43' Échantillonnage: 4.3" / pixel Champ: 28' 22' Échantillonnage: 2.3" / pixel DSI Pro II Champ: 76' 57' Échantillonnage: 3.3" / pixel Champ: 40' 30' Échantillonnage: 1.8" / 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 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

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

18 Champ autour de NGC1499 RAP 2012Dominique Boutigny

19 Autoguidage RAP 2012Dominique Boutigny Le secret d'un autoguidage réussi est la stabilité et la rigidité 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 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 Bien que la lunette soit fixe on trouve toujours une étoile guide Pour augmenter les temps de pose, la seule solution est d'autoguider L'autoguidage est fait à l'aide de la DSI Pro I 2 montages possibles Imagerie avec le Newton – Guidage avec la lunette Guidage avec le Newton – Imagerie avec la lunette Imagerie avec le Newton – Guidage avec la lunette Guidage avec le Newton – Imagerie avec la lunette

20 Autoguidage avec une double queue d'aronde RAP 2012Dominique Boutigny

21 Logiciels d'autoguidage RAP 2012Dominique Boutigny PHD Guiding (Push Here Dummy !): donne d'excellents résultats et est paramétrable 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

22 Temps de pose optimal RAP 2012Dominique Boutigny 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.

23 Exemple du Halpha RAP 2012Dominique Boutigny

24 RAP 2012Dominique Boutigny

25 RAP 2012Dominique Boutigny M51 aux RAP 2008 – 7 poses seulement de 2 minutes DSI Pro 2

26 RAP 2012Dominique Boutigny M101 aux RAP 2008 – 35 poses de 2 minutes DSI Pro 2

27 Filtre H RAP 2012Dominique Boutigny 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 Réponse du CCD ICX285AL 189 Transmission du filtre Le peu de lumière nécessite de poser plusieurs minutes pour avoir un signal exploitable Avec ce type de filtre on capte aussi la raie de l'Azote NII (654.8 nm)

28 Filtre H RAP 2012Dominique Boutigny 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

29 RAP 2012Dominique Boutigny NGC 7635 Newton + DSI II 1h50 de pose NGC 7635 Newton + DSI II 1h50 de pose NGC 6888 Scopos + DSI II 1h40 de pose NGC 6888 Scopos + DSI II 1h40 de pose

30 RAP 2012Dominique Boutigny IC5070 Scopos + ATIK 21 x 6 mn de pose

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

32 Traitement des images RAP 2012Dominique Boutigny 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

33 Darks RAP 2012Dominique Boutigny 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

34 Flats ou P.L.U. (Plages de Lumière Uniforme) RAP 2012Dominique Boutigny 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

35 Préparation des soirées CCD RAP 2012Dominique Boutigny 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 GPLhttp://www.ap-i.net/skychart/ 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)

36 RAP 2012Dominique Boutigny

37 Traitements des images RAP 2012Dominique Boutigny 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

38 Retrait des gradients RAP 2012Dominique Boutigny

39 Retrait des gradients RAP 2012Dominique Boutigny IRIS peut donner de bons résultatsPixInsightLE permet de traiter les cas difficiles Utilisation complexe Malheureusement PixInsightLE n'est plus distribué. On peut toutefois donner légalement une copie à quelqu'un Tutoriel : LE/DBE-example/en.html

40 RAP 2012Dominique Boutigny NGC 891 après retrait du gradient

41 Images en couleur RAP 2012Dominique Boutigny 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

42 RAP 2012Dominique Boutigny

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

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

45 RAP 2012Dominique Boutigny 2010 Scopos + DSI2

46 RAP 2012Dominique Boutigny 2011 Scopos + 314L+

47 La p'tite note… en 2012… RAP 2012Dominique Boutigny Newton 150/750 "optimisé photo" 400 Monture EQ6 Goto1050 Lunette Apo Camera de guidage 100 CCD genre ATIK 314L+1289 Total:3239 Filtres RVB 120 Filtre H 190 Total: 310 Options On peut faire moins cher avec une caméra possédant un capteur plus petit (DSI 2 à 400 par exemple) : 2350

48 Conclusions RAP 2012Dominique Boutigny 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 Si c'était facile, ce ne serait pas drôle… Le passage à l'étape suivante nécessite un investissement significatif Nouveau tube Nouvelle caméra / plus grand capteur

49 Merci de votre attention RAP 2012Dominique Boutigny SN2011dh


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