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Réunion de la Commission des observations planétaires Toulouse, 29 mai 2010 OBSERVER URANUS EN AMATEUR Christophe Pellier HST - 2004 Xavier Dupont.

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1 Réunion de la Commission des observations planétaires Toulouse, 29 mai 2010 OBSERVER URANUS EN AMATEUR Christophe Pellier HST Xavier Dupont

2 LES DONNEES PRO : VOYAGER 2 La sonde Voyager 2 passe Uranus en Elle retourne des images décevantes, montrant une planète apparemment sans détails. Le passage se produit au moment du solstice dété de lhémisphère sud, ce qui peut être une explication.

3 LES DONNEES PRO : LES ANNEES HUBBLE (à partir de 1994 et la WFPC2) Après la correction de son optique en 1994 et linstallation dune nouvelle caméra, le HST retourne régulièrement des images dUranus dans le proche et moyen infrarouge qui montrent : une région polaire sud claire, quelques bandes, et des taches brillantes. Images de 1994 (en haut, bande méthane) et 1998 (ci- contre, image en fausses couleurs infrarouge)

4 LES DONNEES PRO : LES PROGRES DE LINSTRUMENTATION AU SOL Grâce à loptique adaptative et à leur accès à linfrarouge, les télescopes professionnels atteignent aujourdhui un très haut niveau de résolution. Couplés aux données HST, les résultats ouvrent dans la deuxième moitié des années 2000 sur une découverte approfondie du fonctionnement climatique dUranus… Telescopio Nazionale Galileo, La Palma. Bande H, exp. 60 secondes

5 LES CONNAISSANCES LES PLUS RECENTES Résultats publiés par le Space Science and Engineering center (SSEC)

6 LES CONNAISSANCES LES PLUS RECENTES : DONNES SPECTROSCOPIQUES DES GAZEUSES © Pierre Drossart La spectroscopie nous donne des informations sur laspect dUranus

7 LES CONNAISSANCES LES PLUS RECENTES : PROFIL ATMOSPHERIQUE Trois courant-jet sont à présent connus sur Uranus. Léquateur est occupé par un faible courant rétrograde (contraire à la rotation) Dans chaque hémisphère, un courant-jet prograde plus puissant est observé.

8 LES CONNAISSANCES LES PLUS RECENTES : LE CHANGEMENT DE SAISON SUR URANUS En raison de la distance au Soleil et de linclinaison de laxe de rotation, le « temps de réponse » de latmosphère à lénergie solaire est très long, peut- être même en décalage dune saison entière. Les dernières données laissent envisager un déclin de la bande sud et une intensification parallèle de la bande nord

9 LES CONNAISSANCES LES PLUS RECENTES : DES DERIVES DOBJETS SUIVIES SUR PLUSIEURS ANNEES

10 QUE VOIT-ON SUR URANUS : LES DONNEES DU HST LES IMAGES BRUTES DU TELESCOPE SPATIAL HUBBLE SONT DISPONIBLES POUR LE PUBLIC. IL EST POSSIBLE DE LES TRAITER COMME DES DONNEES AMATEURS, ET SONT DONC POUR NOUS UNE REFERENCE PRECIEUSE. Généralement, il ny a aucun détail avec des filtres vert, bleu, ou UV. Les détails commencent à apparaître dans le rouge visible, et dominent dans le proche infrarouge, en continuum ou bien en bande méthane. Les résultats montrent clairement que nous avons intérêt à utiliser des filtres de grande longueur donde pour avoir une chance de détecter un détail. En raison de la faible luminosité de la planète, un filtre « R+IR » est sans doute le meilleur choix (RG 610, W25A…) Images du 5 septembre © STScl. Traitement C.Pellier

11 LES PREMIERES TENTATIVES AMATEUR, Les premiers résultants intéressants tombent dans les années A lépoque, quelques images pros montrent que la région polaire sud est brillante dans linfrarouge. Plusieurs images amateurs prises dans le rouge ou R+IR sont cohérentes… Au Pic en IR, en 2002 (ci- dessous) et 2004 (ci-contre, Cyrille Cavadore, orientation inconnue) Résultats amateurs : C.Pellier (droite) et R.Bosman (en bas, août 2006)

12 LE TEMPS DES CONTROVERSES EN CCD : LE TRAVAIL DES OBSERVATEURS ALLEMANDS EN 2006 Confrontés à quelques images montrant de « nombreux détails » sur Uranus, un groupe dobservateurs allemands entament un important programme dobservations en Parmi eux, Willem Kivits pointe différentes erreurs susceptibles de provoquer lapparition de faux détails (par ailleurs concrètement observés sur les images). Ci-contre le traitement des images Source : « Uranus campaign 2006 » par John Sussenbach

13 LE TEMPS DES CONTROVERSES EN CCD : LE TRAVAIL DES OBSERVATEURS ALLEMANDS EN 2006 Suite du travail de W. Kivits. Ici, comment fabriquer de magnifiques images avec quelques trucs sous photoshop…

14 LE TEMPS DES CONTROVERSES EN CCD : LE TRAVAIL DES OBSERVATEURS ALLEMANDS EN 2006 La question cruciale de la collimation. En raison de la petite taille dUranus, un défaut de collimation peut très bien se transformer en une surbrillance sur le disque, au foyer, qui ressemblera à la perfection à la région polaire brillante… Images W. Kivits

15 LES CONTROVERSES SUR LES OBSERVATIONS VISUELLES MODERNES Certaines observations récentes interrogent les observations dUranus. Plusieurs observateurs visuels dessinent une ou plusieurs bandes, avec des instruments variés. Stanislas Maksymowicz, par exemple, insiste sur la capacité dinstruments de bonne qualité à détecter les faibles niveaux de contraste nécessaires. Les images CCD amateurs ne montrent rien qui soit cohérent avec les dessins mais leur piètre qualité objective les rend vulnérables à la critique. Seules les images du HST offrent actuellement un repère fiable, car il est lunique instrument professionnel à publier des images dans les longueurs donde visibles (correspondant au domaine amateur) S. Maksymowicz 6 dec. 2009

16 LES CONSEILS ESSENTIELS POUR LA CREDIBILITE DES OBSERVATIONS DURANUS 1° : FONDER SON TRAVAIL SUR DES REFERENCES SOLIDES Les caractéristiques dUranus en tant quastre (très petite taille et faible luminosité) et le faible contraste de ses détails font quune image amateur (dessin ou CCD) peut difficilement « faire foi » seule. Les observations exigent donc une travail de crédibilité que dautres planètes ne connaissent pas à ce point (Mars, Jupiter…). La démarche la plus sûre de ce point de vue reste une tentative de détection de détails dont lexistence réelle ne fait pas de doute (ex : la région polaire sud dUranus en ). Dans tous les cas, les images du HST peuvent être considérées comme la référence ultime. Des observations cohérentes entre plusieurs observateurs apportent également une valeur ajoutée à toute donnée « suspecte ».

17 LES CONSEILS ESSENTIELS POUR LA CREDIBILITE DES OBSERVATIONS DURANUS 2° : SOIGNER LA TECHNIQUE Une qualité optique primordiale dans le cas du télescope : elle détermine tout simplement la possibilité même dobtenir une image lisible Une collimation la plus précise possible est un pré-requis incontournable avant chaque séance dobservation Utiliser de préférence une caméra à capteur noir et blanc. Les caméras couleur peuvent produire un certain nombre de « déchets dimage » de petite échelle (chromatisme, etc.) qui dans le cas dUranus en raison de sa petite taille peuvent facilement passer pour des détails (de nombreux cas visibles sur le web)

18 LES CONSEILS ESSENTIELS POUR LA CREDIBILITE DES OBSERVATIONS DURANUS 2° : SOIGNER LA TECHNIQUE Utiliser un filtre de grande longueur donde. Un filtre rouge+infrarouge reste le meilleur outil, car cest là quUranus montre le plus de détails, et il transmet encore une bonne quantité de lumière Noter lorientation de limage. Sans possibilité de savoir comment limage est orientée, lanalyse sera rendue hasardeuse. Sur une image CCD, faire filer la planète pour obtenir les directions « précédente » et « suivante ». Faire attention aux inversions est/ouest ou sud/nord non prévues. Faire une image des satellites apporte également une bonne sécurité. Retraitement de limage de Richard Bosman déjà présentée. Loriginale était inversée est/ouest, la bonne orientation a été retrouvée grâce aux satellites…

19 LES CONSEILS ESSENTIELS POUR LA CREDIBILITE DES OBSERVATIONS DURANUS 3° : TRAITER CORRECTEMENT SES IMAGES Lacquisition : étant donné la distance dUranus, et le fait que les détails potentiellement visibles sont des bandes, il ne semble pas nécessaire de faire très attention à la durée de capture. On pourra donner une priorité au rapport signal/bruit, si important pour faciliter lapplication de filtres de traitement. Les filtres de traitement : en raison de sa petite taille et du rapport signal/bruit couramment assez faible, Uranus supporte très mal le traitement. Il faut garder à lesprit que les artefacts de traitement apparaissent très vite. Il faut éviter de « trafiquer » les images. Pas de traitement cosmétique ayant pour but denjoliver limage (agrandissements déraisonnables, etc. cf. W.Kivits) La couleur : pour des images en couleur, la bonne teinte est plus verdâtre que bleue, en accord avec les données spectroscopiques (cf graphique vu auparavant)

20 LES CONSEILS ESSENTIELS POUR LA CREDIBILITE DES OBSERVATIONS DURANUS 4° : APPLIQUER DES TESTS DE COHERENCE En cas de détail suspecté, des tests de cohérence peuvent être conduits pour savoir si linformation « résiste ». Dérouler les tests dartefact habituels : faire plusieurs images avec le même filtre (le détail réel se maintient) et des images avec différents filtres (le détail disparaît ou bien évolue) Surtout, le test de la rotation de caméra semble le plus incontestable. Tout détail visible sur une image doit logiquement tourner avec la caméra. Ainsi, en utilisant par exemple le filtre R+IR, on fera deux couples dimages à quelques temps dintervalle, avec dans chacun des deux couples deux orientations différentes de la caméra. Exemple de test…

21 UN EXEMPLE DE SEANCE DOBSERVATION TRAVAILLEE MAIS NON CONCLUANTE… Idée de départ : booster le rapport signal-bruit en additionnant des captures sur une heure de temps avec le filtre R+IR. Le seeing était très bon. Avec le RG 630, les images brutes étaient parfois très nettes, avec un bord bien dessiné. Les résultats ne sont pas concluants. Laddition des trois images RG 630 montre des taches sombres qui napparaissent pas avec les autres filtres… mais qui ne ressemblent à rien de connu ! La surbrillance visible en bas à gauche, elle, est clairement le résultat dun défaut de collimation identifié avant la séance. Elle nest pas cohérente avec lorientation du disque.

22 IR 807 Astronomik CH4 Custom Scientific LES ANNEAUX SONT-ILS OBSERVABLES EN AMATEUR ? Les anneaux sont détectés par le HST dans le proche IR accessible aux amateurs. La différence déclat et leur proximité avec le globe rend leur détection avec nos moyens difficile, mais peut-être pas impossible… Images 30 août 2005 (De équivalent à 2010) Les résultats sont meilleurs dans une bande méthane (CH4, points bleus) que dans le continuum Infrarouge

23 LAPPARITION 2010 DURANUS Une apparition relativement favorable pour lhémisphère nord Opposition le 21 septembre 2010 Diamètre apparent 3,7 secondes darc, magnitude visuelle +5,7 Déclinaison terrestre (De) 10°8 N Déclinaison céleste -1°2, juste en-dessous de léquateur céleste… mais en concurrence directe avec Jupiter qui sera juste à côté ! Altitude à Paris 40°… et 45° à Toulouse


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