Quelques essais de spectrographie

Quelques essais de spectrographie (m.a.j. 4/08/2000)

En attendant le Spectr'Aude, j'ai donc résolu de tester enfin un petit montage téléobjectif de 200 mm et réseau Jeulin (100 t/mm et 300 t/mm) couplé à l'Audine munie d'un KAF0400 standard.

Réalisation

J'ai donc fabriqué un petit bricolage en contreplaqué (destiné à etre monté en parallèle de mon télescope newton de 180 mm) qui porte l'objectif zoom (80-200) de marque Helios, acheté 600 F d'occasion, qui possède un chromatisme assez fort, et une coma évidente à pleine ouverture (f:/3.9). Pour mes premiers essais, je choisis donc des cibles brillantes, ce qui me permet d'ouvrir à f/8 à 200mm tout en conservant des poses courtes (30s maxi). L'étalement des étoiles à l'ordre 0 est ainsi d'environ 2 pixels sur les 2 axes. le montage en bois semble etre d'une précision satisfaisante...

Le réseau est glissé dans un logement rainuré à environ 1 cm de la face avant de la camera. Le tout est recouvert par un drap sombre durant les poses...
Contrairement aux apparences (l'objectif n'est pas vissé ni collé, Audine est retenue par deux points) , le montage supporte une forte inclinaison sans bouger (ouf !).

L'Audine (munie de vannes d'échange d'air) montée sur la planchette porte objectif. On aperçoit la tranche argentée du réseau Jeulin. Observations

Le T180 et son "spectro" en parallèle

Il ne reste plus qu'à guetter une belle soirée... chose plutôt rare à Reims, surtout en ce mois de juillet 2000 ! J'installe donc le télescope et tout son attrail dans mon jardin, le pire site d'observation que je connaisse, coincé entre les murs et les arbres (mais on y voit la polaire, c'est déjà ça).

La mise en station est rapidement réalisée, puis la focalisation, et vu la faible ouverture (f/8) et l'usage d'un filtre KG3 placé derrière l'objectif, il y a peu de soucis d'aberrations. Des essais montrent toutefois qu'il serait dangereux d'ouvrir à plus de 5.6 sous peine de chromatisme et de coma. La première cible sera donc tout naturellement Vega, bien haute en cette fin juillet dans le ciel d'été. De type A0V, elle sera facile à utiliser pour un premier test du spectrographe.

Une série d'images est obtenue ce premier soir avec un réseau 100 traits/mm. Les images sont prétraitées avec le PAP v.4, puis importées dans VisualSpec.

Les données

Spectre de vega prétraité, réseau 100 traits/mm. L'échantillonage est déterminé en prenant comme référence les raies H alpha et H Beta de l'Hydrogène. Visualspec annonce 33 A/pixel.

Le premier profil spectral... En faisant le binning, je m'apercois que j'ai du incliner légèrement le porte réseau, car le spectre n'est pas rectiligne. De toute façon , la résolution spectrale n'est pas très élevée, et je décide que les prochains essais se feront avec un réseau (redressé!) de 300 traits/mm.

Spectre prétraité de Vega (Alpha Lyr), réseau de 300 traits/mm (original en format FITS) Un passage dans VisualSpec donne cette fois un profil plus attrayant par son contenu, avec une résolution de 11.9 A/pixel.
N.B.: La série Ref 2 dans le fichier alpha-lyr.spc est la réponse spectrale estimée de l'instrumentation (cf mail sur la liste Aude)

Profil extrait de l'image ci-dessus. télécharger alpha-lyr.spc En bleu, sur l'image, on distingue le profil brut correspondant à l'image qui précède. La réponse instrumentale est calculée grâce à une étoile étalon (Gamma Aquarius, qui est A0V, comme Vega, car cette dernière est listée, mais son modèle semble incomplet dans le bleu.)

En orangé est figurée la réponse instrumentale calculée par le logiciel.

En vert, le résultat de la division du profil brut par la réponse instrumentale. Il semble bien se rapprocher du modèle AOV de la bibliothèque spectrale. Les raies de Balmer de l'hydrogène sont indiquées ci-dessus, ce qui permet de constater que malgré la faiblesse du KAF-0400 dans le bleu, le spectre reste utilisable jusqu'à 400 nm

Pour changer un peu, je prends comme cible une étoile de type spectral différent de type KVIII. La technique ne change pas, mais évidemment, le profil n'est plus le même...

Etoile de type KVIII : Gamma Dragon (Etamin)

Spectre brut d'Etamin (Gamma Dra) (KVIII) (télécharger en fits) Je réalise une importation dans Visualspec:

Profil de Gamma Dra avec tentative d'étalonnage Télécharger ici le fichier gamma-dra.spc
D'abord, il faut effectuer un premier étalonnage un peu hasardeux sur la raie atmosphérique visible au niveau du trait rouge, vers 7600 A. On connait maintenant l'échantillonage du montage: 11.86 A/pixel. VisualSpec affiche alors les longueurs d'ondes. Muni de la réponse instrumentale calculée sur Vega (courbe orange), j'importe celle-ci par copier-coller. Il semble au premier coup d'oeil, et sachant que les raies de ce type de spectre sont assez peu profondes, que la courbe de réponse instrumentale présente un décalage en longueur d'onde par rapport au spectre de Gamma Dragon. Je la décale donc jusqu'à faire coïncider les motifs les plus apparents des deux courbes. J'entreprends ensuite la division du spectre brut (courbe bleue) par la réponse instrumentale : c'est presque un miracle, le résultat (en vert ci dessus) "colle" au spectre de référence KVIII de 4300 à 6500 A ! Par contre, ensuite, c'est un peu moins évident et je ne sais pas encore pourquoi: erreur d'étalonnage photométrique ou particularité de l'étoile ? De toute façon, il me reste aussi à comprendre comment maitriser la calibration en flux absolu.

Encore un essai avec une étoile B3V cette fois, il s'agit d'Alkaïd (Eta UMa).

Spectre brut d'Alkaïd (Eta UMa) (même conditions que précédemment.) (télécharger en fits)

Et son profil dans Visualspec... télécharger eta-uma.spc En vert, le résultat d'un essai de correction de la réponse instrumentale, en se basant toujours sur les résultats obtenus avec Vega. Le profil semble ne pas bien suivre une courbe de corps noir (référence du type spectral en violet). Y aurait il un problème qui m'échappe ?

A suivre...