Satellites de Jupiter

 

Lors de la mission d'observation "Speckle Pic III" au T60 du pic du midi, nous avons pu expérimenter une caméra EMCCD modèle Merlin de chez Raptor Photonics que cette société nous a très gentiment prêté (le rapport détaillé sur les manips de la mission est en cours de rédaction).

La sensibilité de cette caméra est telle qu'il est possible pour un prix certes élevé (pas tant que cela au regard des performances) de mettre en application les techniques dites de "Lucky Imaging" autrement dit "imagerie chanceuse". Il s'agit de sélectionner les images pour lesquelles, avec un temps d'exposition suffisamment court pour "Figer la turbulence", la déformation de l'objets est minimale.

Une description exhaustive de la technique est donnée à l'adresse suivante :

http://www.ast.cam.ac.uk/~optics/Lucky_Web_Site/LI_Amateur.htm

L'idée est a peu près équivalente à celle consistant à figer l'image d'un poisson vu au dessus de la surface d'une rivière. Tant que la surface est agitée, l'image est complètement déformée, mais si on réduit le temps d'exposition et que l'on augmente le nombre d'image, on peut obtenir avec une probabilité non négligeable, une image dont la déformation est faible (mais malgré tout non nulle).

Pour illustrer mon propos, 2 images des webcams de l'observatoire du pic du midi, dont l'une a été prise après une tempête de glace, permettent de bien comprendre l'idée : 

TBL par beau temps

TBL après une tempête de glace

(vitre couverte de glace)

La valeur de cette probabilité (Cf pages de Cyril Cavadore sur le sujet) dépend de la structure de la turbulence (taille du paramètre de Fried) par rapport au diamètre du télescope.

http://www.astrosurf.com/cavadore/optique/turbulence/index.html

http://www.astrosurf.com/cavadore/optique/turbulence/Probability_of_getting_a_lucky_.pdf

 

Première cible envisagée : le satellite Galiléen Io.

Le système d'acquisition est identique à celui utilisé pour la manip de speckles (T60 pic du midi en tirage oculaire).

Une innovation toutefois est l'utilisation de cette camera, avec un filtre Halpha de 13nm de BP.

Dans un premier temps, nous avons effectué une simulation de l'aspect de Io à l'heure de l'observation à l'aide du logiciel Solar System Simulator.

Après avoir redressé l'image avec le sud en haut, colorisation en niveau de gris, puis réduction à une taille comparable à celle des images de la vidéo (encart de droite). L'échantillonnage équivalent est de 0.085"/pixels. Les images de Io à la date d'observation s'étalent donc sur une quinzaine de pixels de diamètre.

Les lignes en rouge représentent la sélection manuelle (en effet les algo de sélection de type bestof sous prism ou Iris ne fonctionnent pas sur ce type d'images) des meilleure image de la séquence, en comportant au départ plus de 5000. Les deux dernières montrent l'effet de déformation par l'atmosphère, ainsi qu'un léger effet de speckles.

 On note la présence d'une structure sombre sur le bord supérieur droit, correspondant à la position d'un volcan plutôt sombre  près du pole nord su satellite. Ne connaissant pas cette structure, je serai bien en peine de retrouver son nom. Ce qu'il y a par contre de remarquable, est par contre que cette tache sombre est présente sur les 3 images de la première sélection sur la séquence. Dans la mesure ou ces images n'ont subi aucun traitement, il est vraisemblable de considérer que ces détails sont bien des détails de surface du satellite Io.

Un deuxième tri a été réalisé, les trois meilleures images de la séquence sans aucun traitement (on y retrouve celle du premier tri) :

 

Images brutes x4

Images drizzle x2

Sachant que l'optique du T60 est perfectible (la remise a niveau du primaire et du secondaire est prévue pour le courant de l'année 2010), on imagine aisément le potentiel apporté par cette technique.

crée le 07/11/2009

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