Courbes de Rotations d`astéroïdes

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CourbesdeRotationsd’astéroïdes
Procédurepourlaréalisationdemesuresphotométriquessurastéroïdes
Cedocumentdécritl’acquisitiondemesuresphotométriquesetleurréductionencourbes
derotationsd’astéroïdesàl’aidedulogicielPrismpouruneutilisationauT60de
l’observatoireduPicduMidi(UAI586).
TabledesMatières:
1. INTRODUCTIONAUXCOURBESDEROTATIONS ..................................................................................................... 2
2. CHOIXDEL’ASTEROÏDECIBLE............................................................................................................................ 2
3. ACQUISITIONDESIMAGES ............................................................................................................................... 3
4. PRETRAITEMENT ............................................................................................................................................ 5
5. REDUCTIONDESMESURES ............................................................................................................................... 6
a. Coordonnéesducentredechamp........................................................................................................ 6
b. Etalonnageastrométriquedelaséried’images................................................................................... 7
c. Réductionphotométriquedelaséried’images.................................................................................... 7
6. POURALLERPLUSLOIN….............................................................................................................................. 10
Auteur:RomainMontaigut
Vérificateurs:ArnaudLeroy,RaoulBehrend,ThierryMidavaine
Version1éditéele08/10/2010

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1. IntroductionauxCourbesdeRotations
L’étudedespetitscorpsdusystèmesolaireestuneactivitépassionnanteoùl’astronome
amateuratoutesaplacepourapportersacontributionàlarecherchescientifique.Les
techniquesdephotométrieontsubiunepetiterévolutionilyaunedizained’annéesavec
l’émergencedescamérasCCDjusquedanslemondeamateur.Uneimportantequantité
d’astéroïdessontaujourd’huiaccessiblesàl’instrumentationdontdisposentlesamateurset,
parrapportauxprofessionnels,ilsbénéficientd’untempsd’observationplusimportant.
Laréalisationdecourbesderotationsd’astéroïdesconsisteàmesurerlaluminosité
apparented’unastéroïdeaucoursdutemps.L’analysedecesmesurespermetde
déterminerlapériodeetl’orientationdel’axederotationdel’astéroïde,laprésencede
satellites(astéroïdesbinairesoumultiples),voirmêmelamasseetladensitéducorps.Des
étudespluspousséespermettentégalementdereconstruirelaformeen3Ddel’astéroïdeà
partirdeplusieurscourbesderotationsetdeprofilsd’occultationsd’étoiles.
Lavariationdeluminositéquel’onchercheàmesurerestrelativementfaible,typiquement
quelquesdixièmesdemagnitude.L’enjeuestd’atteindredesrésolutionsphotométriques
relativesdelaclassedupourcentoumieux.Untélescopedegranddiamètre,unecamera
CCDetunprocédéderéductionphotométriqueproprepermetd’atteindrevoirdedépasser
cetobjectifdeperformance.
2. Choixdel’astéroïdecible
Unesélectiond’astéroïdesàobserverestdisponiblesurlesitedeRaoulBehrend,astronome
professionnelàl’observatoiredeGenève,quicoordonnelesobservationsd’astéroïdeset
d’étoilesvariables(lien:http://obswww.unige.ch/~behrend/page_cou.html).Lesastéroïdes
sontclassésparprioritéetdescampagnesd’observationscibléessontrégulièrement
menées.
BenoîtCarry,astronomeprofessionnelàl’observatoiredeParis,proposeégalementtousles
moisunelisted’astéroïdesàobserverpourcréerdesmodèles3DàpartirdeCDR,
d’occultationsetd’imageriedirecteparoptiqueadaptative.Lalisteestdonnéechaquemois
surlalisteAUDE(lien:http://fr.groups.yahoo.com/group/aude‐L)etestreprisedansles
éphéméridesdeRaoulBehrend(lien:http://obswww.unige.ch/~behrend/eph_rota.txt).
L’astéroïdechoisidoitêtreàunehauteursuffisantaudessusdel’horizon(h>30°)etsonsuivi
doitêtrepossiblesuraumoins30%desapériodederotation.
Ilestconseillédechoisirunastéroïdevisibleendébutdenuitaudessusdel’horizonESTet
delesuivretoutaulongdelanuitafindecouvrirlaplusgrandepartiepossibledesacourbe
derotation.Ilestégalementnécessairedevérifierquel’astéroïdenepasserapasàproximité
d’uneétoilependantlanuit,quirisqueraitdeperturberl’exploitationphotométrique.
Pourdébuter,unastéroïdeàfortevariationdeluminositéetàcourtepériodeest
recommandé.Choisirparexempleunastéroïdenumérotéentre(1000)et(2000).

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3. Acquisitiondesimages
Laconfigurationdel’instrumentationemployéepourl’acquisitiondesimagesestlamême
quepouruneséanced’astrophotographieducielprofond.LacaméraSTL6303Edoitêtre
montéesurlefoyerNewtonduT60avecsoncorrecteurdeWynne.
LesimagesdesobjetsfaiblesdoiventêtreacquisessansfiltredevantlacaméraCCD.Pourles
objetstrèsbrillants,l'emploid'unfiltreRpeutêtrerecommandé.Lefenêtragedelacaméra
doitêtreentrameentièreetenBinning1x1sipossibleafindesur‐échantillonnerl’astéroïde
etlesétoilesderéférences.Nepasoublierderemplirl’entêtedesimages:Télescope,
Observateurs,Focale,Lieuxd’observation,Caméra,Tailledespixels…Lescoordonnéesde
centredechampsontrempliesautomatiquementparlapositiondescodeursduT60.
Pourpointerl’astéroïdeauT60,ouvrirlacarteducieletsélectionnerlesoptions
d’affichages.Dansl’ongletAstéroïdes,chargerlabaseetrechercherl’astéroïdeàobserver.
Ajouterl’astéroïdeàlalistedesastéroïdesàafficheretrevenirsurlacarteduciel.
L’astéroïdeestmaintenantaffichédanslapartiesupérieuregauchedelafenêtre.Undouble
clicsursonnomcentrelacarteducielsurlapositiondel’astéroïde.Ilneresteplusqu’à
déplacerletélescopesurl’astéroïdeetàlanceruneacquisition.
Afinderepérerl’astéroïdesurl’imageacquise,allerdanslemenu:
Analyse>Astrométrie>Etalonnageautomatique
Renseignerlafocaledutélescope(1998mmavecle
correcteurdechampWynne)etlatailledespixels(9µpourla
STL6303E).
Sélectionnerlecataloguederéférenceetsoncheminde
répertoire.
NombreMaxd’étoilesdecomparaisonducatalogue:
PrismV6=150
PrismV7=200
Désactiverlafonction«imageorientéeNord/Sud»
Unefoisl’étalonnageastrométriqueréalisé,choisirun
polynômededegré2etcalculerlemodèle.
L’imageestàprésentétalonnée,àchaquepixelcorrespond
unecoordonnéesAlphaetDelta.
Pourrepérerl’astéroïde,cliquersurlemenu:
Analyse>Montrerlesastéroïdes
Prismvaalorsaffichertouslesastéroïdesprésentsdansle
champ.Ilneresteplusqu’àrecentrerl’astéroïderecherché
dansl’image.

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Effectuerunecentroïdesurl’astéroïdepourmesurerson
rapportSignal/BruitetsaFWHM(largeuràmi‐hauteur).
VeilleràrespecterunrapportSignal/Bruit>50etune
FWHMcompriseen2et5pixels.
Note:sousPrism7,l’étalonnageastrométriqueplantesi
laFWHMdesétoilesestsupérieureà5pixels.
L’utilisationdePrism6permetbiensouventderésoudre
leproblème.
FairevarierletempsdeposeenfonctiondeladynamiqueetdurapportSignal/Bruitde
l’astéroïde.Destempsdeposesinférieursà120snenécessitentpasd’autoguidageen
général.
Note:typiquement,untempsdeposede50secondesenBinning1x1estbienadaptépour
unastéroïdedemagnitude12.Pourunastéroïdeplusfaiblementlumineuxilfaudraallonger
letempsdeposeetaugmenterleBinning.Parexemple,ilconvientd’utiliseruntempsde
posede120secondesenBinning2x2pourunastéroïdedemagnitude16,5.
Unefoistoutescesétapesréalisées,lancerlesacquisitionsenbouclesavecsauvegarde
automatiquedesimages.
Alafindelanuitd’observation,lorsquelefonddecielcommenceàmonter,nepasoublier
deréaliserlesDarks,OffsetsetFlatsnécessairespourleprétraitementdesimages.Pour
cela,utiliserlesmenusdédiés:Caméra>AcquisitiondesFlats,Noirs,Offset
Note:pourl’acquisitiondesFlats:orienterletélescopeauSudà45°dehauteur,couperla
motorisationMCMTetlancerl’acquisitiondesflats40minutesavantlelevédusoleil.
Ilestpréférablederéaliserunevingtained’imagespourchaquesérieafind’enfaireune
sommemédiane.
Note:conservertouteslesimagesbrute,tantcellessurlecielquelescorrectrices.

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4. Prétraitement
Leprétraitementdelaséried’imagesdoitêtreréalisédemanièrestandard.Commencerpar
créerlesimagescorrectricesdeFlat,DarketOffset.
Cliquersurlemenu:
Prétraitement>CréerFlat,Dark,Offsetmaitre
VérifierquelevignetageprésentsurleFlatest
cohérentaveclesimagesdelasérie.
LacorrectionduFlatestparticulièrementimportant
pourlasuite.Ilesteneffetimportantderéduireau
maximuml’effetduvignettagepourobtenirdes
mesuresfiables.
Soustrairelesimagescorrectricesàlaséried’images.Pourcela,cliquersurlemenu:
Prétraitement>EnleverOffset,Noir,Flat(auto)
Remplirleschampsnécessairesàl’opération.Veillerànepasfairederegistrationdes
imagesetànepasfaired’addition.