ft2_acqurir_des_images_de_galaxies_les_classifier 21 - Eu-HOU

Exercice 1 : Acquérir des images de galaxies, les classifier
2.1 Les grandes lignes du projet
Sommaire
Activités
Planification :
Vous devez décider quelles sont les galaxies dont vous souhaitez acquérir des images.
Observation :
Vous utilisez le télescope, en temps réel ou hors connexion, pour obtenir des images JPEG
des galaxies dans différentes bandes spectrales ( couleurs). Une image pleine couleur (
composée) est aussi obtenue.
Mesure et analyse :
Vous imprimez les images de chaque galaxie et vous commentez leurs caractéristiques en
termes scientifiques, y compris les différences entre les images dans différentes couleurs.
Puis vous utilisez le logiciel JPEG Viewer pour effectuer des mesures simples sur la galaxie,
y compris à quel point les bras spiraux sont resserrés.
Enfin, vous classifiez vos galaxies en utilisant le forme simplifiée de la classification de
Hubble.
Evaluation :
Vous évaluez vos résultats, commentez tout ce qui s’est bien ou mal passé, cherchez des
explications aux résultats anormaux et suggérez des raisons et des solutions.
Vous pouvez approfondir vos recherches
Mesurer le bras spiraux d’une galaxie spirale
A partir des résultats déjà obtenus ( sans refaire l’exercice précédent), vous pouvez, en plus,
mesurer les bras spiraux de l’une quelconque des galaxies observées.
Profil de luminosité surfacique
Un travail indépendant consiste à relever les profils de luminosité surfacique. Vous pouvez le
faire pour quelques unes des galaxies observées et classifiées, il est inutile de refaire
l’exercice précédent).
Atlas Kaulkes des galaxies proches (FANG)
Pour obtenir des images couleur de vos galaxies de haute qualité, vous pouvez utiliser
une longue exposition ( soit 5 min pour chaque filtre) ou, encore mieux, vous pouvez prendre
plusieurs images en couleur pour chaque filtre et les superposer ( les combiner en utilisant un
logiciel). Les images haute qualité ainsi obtenues pourraient contribuer à l’atlas Faulkes
Telescopes des galaxies proches, atlas en ligne d’images pleine couleur de galaxie, à usage

des professionnels et des amateurs. Pour beaucoup de galaxies, ces images seront les
premières haute qualité en couleur jamais obtenues.
Ce travail effectué, les images seront rassemblées dans un livre qui sera non seulement très
esthétique mais aussi d’une grande valeur scientifique. En ligne, comme dans le livre, le nom
de l’école et des personnes qui ont obtenu et traité les images seront cités.
2.2 Instructions pour le projet
Sommaire des activités :
Planifier : Vous décidez quelles galaxies vous allez observer et quand vous allez les observer
Observer : Vous utilisez le télescope (en temps réel ou hors-ligne) pour obtenir des images
JPEG des galaxies spirales dans différentes bandes passantes (couleurs). Une image avec
toutes les couleurs (composée) est également obtenue.
Commenter : Vous imprimez les images de chaque galaxie et commentez en termes
scientifiques leur composition, en incluant dans votre commentaire les différences entre les
images en couleurs différentes.
Mesurer : Vous utilisez alors le logiciel « JPEG Viewer » pour effectuer en toute simplicité
des mesures d’une galaxie, par exemple comment les bras spiraux sont disposés dans une
galaxie spirale.
Classifier : Vous classez vos galaxie en utilisant une forme modifiée du schéma de
classification de Hubble. Vos mesures vous aideront à classifier correctement vos galaxies.
Evaluer : Vous réfléchissez à vos sources d’erreurs et à la façon dont vous pourriez améliorer
votre projet.
Les images requises
Pour ce projet, les images peuvent être obtenues soit en temps réel soit hors-ligne.
Chaque galaxie à mesurer et classifier doit au minimum être imagée avec les filtres de bandes
passantes V et R (vert et rouge), afin qu’une image en trois couleurs puissent être créée. En
outre, prendre des images en utilisant des filtres différents, pouvant aussi bien inclure U
(ultraviolets) et I (infrarouges), vous permettra de comparer les proportions de chaleur dans
les différentes parties de la galaxie : bleu pour les étoiles jeunes et plus jaunes pour les
étoiles plus vieilles et plus froides.
Les images JPEG pour chaque bande passante vous sont renvoyées directement par le logiciel
du télescope, ainsi qu’une image contenant toutes les couleurs.
Ces images JPEG sont suffisantes pour observer et classifier une galaxie. Cependant, si vous
désirez effectuer le processus complet requis pour produire une image astronomique de haute
qualité pour l’Atlas Faulkes des Galaxies Proches, vous devrez utiliser les fichiers FITS qui
vous sont renvoyés plusieurs heures après votre session d’observation. Les détails sont donnés
dans un projet séparé.

Planification détaillée
1. Choisir les bonnes galaxies
Idéalement elle doit être ni trop petite ni trop grande par rapport au champ de vision et
suffisamment brillante pour donner une image correcte selon les choix appropriés de temps
d’exposition. Une liste de galaxies convenables peut être téléchargée sur la page ressources de
ce projet, ainsi qu’un planning d’observation – feuille de calcul montrant quelles galaxies sont
visibles selon le moment.
2. Choisir l’instant d’observation
Les bonnes images d’objets célestes lointains comme les galaxies ne peuvent être obtenues
uniquement lorsque la luminosité du ciel est faible. De telles conditions sont appelées
« photométriques » car elles sont idéales pour réaliser des mesures de luminosité des objets.
Pour observer avec les Faulkes Telescopes sous des conditions photométriques vous devez
choisir un moment où la Lune n’est pas là et quand la nuit est complète.
3. Choisir les bons filtres
Pour obtenir une image en couleurs réelles vous devez produire des images utilisant les filtres
bleu, vert et rouge (B, V et R). Ce sont des filtres à large bande permettant le passage de
longueurs d’onde centrées respectivement sur les parties bleues, vertes ou rouges du spectre.
De plus, vous pourrez également vouloir utiliser le filtre ultra-violet (U) pour montrer plus
clairement toutes les régions lumineuses comportant de jeunes étoiles bleues brillantes. De
même pour le filtre infra-rouge (I) pour montrer plus précisément les vieilles étoiles froides.
4. Choisir les bons temps d’exposition
Après avoir choisi quand observer, et à travers quels filtres, vous devrez ensuite décider
combien de temps observer une galaxie à travers chaque filtre. Le logiciel du télescope vous
aidera à faire ce choix.
5. Planifier votre « plage » d’observation
Etablissez un emploi du temps d’observation tenant compte du temps requis pour chaque
exposition et du temps requis par le télescope pour glisser d’une galaxie à une autre.
Soumettez celui-ci au centre de contrôle du télescope et réservez votre « plage »
d’observation.
6. Sauvegarder les images
Sauvegardez les images JPEG que vous avez obtenues durant votre session d’observation
dans un répertoire sur votre ordinateur.

Commenter
7. Etude des images
Vous pouvez utiliser les images JPEG prises dans les différentes couleurs, mais vous
pouvez également utiliser les images avec toutes les couleurs.
Si vous voulez effectuer ultérieurement votre analyse, c’est possible en utilisant JPEGs,
une autre possibilité est d’utiliser le logiciel de traitement d'image astronomique pour voir les
fichiers complets de données (FITS files). L’avantage est que vous pouvez sélectivement faire
ressortir différents aspects de l’image d’une galaxie dans l’ordre souhaité pour l’étude. Vous
pouvez, par exemple, augmenter la brillance de certaines régions sombres de l’image afin de
pouvoir voir clairement d’autres régions de la galaxie. Cependant, ceci saturerait la région
centrale brillante dans laquelle on ne pourrait plus voir les détails, ainsi vous pourriez
également vouloir changer les réglages de telle manière que des détails dans ces régions
puissent être étudiés.
Etude des images FITS de galaxies
Assurez vous que vous sauvegardez les images originales et les images traitées. Dans certains
cas, vous pouvez penser qu’il est bon de traiter une image de différentes façons pour faire
ressortir différents aspects ( par exemple dans une galaxie, des détails de régions peu
lumineuse et ceux de régions brillantes)
8. Imprimer les images
Vous trouverez utile de les imprimer afin de pouvoir les étudier plus aisément. Ceci vous
permettra également de leur adjoindre des commentaires appropriés pour l'inclusion dans un
rapport écrit, si nécessaire.
Conseil : Si vous le pouvez, utilisez une imprimante photographique de qualité et haute
résolution ou du papier photographique de qualité, vous obtiendrez un bien meilleur résultat
qu’avec une imprimante commune et un papier ordinaire.
9. Analyse des images
Examinez les images attentivement, observez en particulier les aspects suivants :
* Si vous pensez que c’est une galaxie elliptique ou une galaxie à disque ( comme une galaxie
spirale) qui est aplatie comme un disque, ou si c’est trop difficile le de la déterminer comme
c’est parfois le cas.
* Si la galaxie est une galaxie à disque, si elle est de face par rapport à vous ou inclinée.
* Si c’est une galaxie spirale :
- si elle est barrée ou non
- le nombre de bras spiraux, leur longueur, et comment ils sont étroitement enroulés
- si les bras spiraux sont clairement définis ou d’aspect vague et déchiqueté
- les régions où il y a beaucoup d’étoiles bleues, brillantes, chaudes et jeunes
- les régions où il y a beaucoup de nuages de poussière sombre
- les régions « H2 » qui sont rougeoyantes car l’hydrogène ionisé rougeoie à cause des
étoiles jeunes et chaudes voisines dégageant des doses copieuses de rayonnement ultra-violet
- les amas globulaires qui contiennent de vieilles étoiles jaunes
- tout autre aspect que vous pensez intéressantes à préciser.

Mesurer
10. Utiliser le logiciel JPEG Viewer pour effectuer des mesures
Les détails pour utiliser ce logiciel sont donnés dans des instructions séparées qui peut être
téléchargée à partir de la page ressource de ce site.
Mesurez la taille angulaire de la galaxie et tout aspect important ( un renflement central, un
nuage de poussière sombre,…) en arc minutes ou arc secondes ( celle qui est la plus
appropriée).
Si vous connaissez la distance de la galaxie ( en années-lumière ou en parsec), entrez les dans
le logiciel et il calculera la taille actuelle de la figure (en années-lumière ou en parsec).
Si c’est une galaxie spirale, mesurez la façon dont les bras spiraux sont enroulés.
Vous pouvez aussi utiliser le logiciel JPEG Viewer pour mesurer relativement à notre galaxie
- la taille relative du renflement central contenant les vieilles étoiles jaunes
- la taille relative d’une barre quelconque
- si la galaxie est elliptique, le rapport entre le grand axe et le petit axe
Classifier
11. L a classification de Hubble
Utiliser les informations précédentes pour décider, pour chacune de vos galaxies, dans quelle
mesure elle correspond aux propriétés publiées dans la classification de Hubble. Comme il y a
plusieurs variations modernes du schéma originel de Hubble, un guide adapté à cet exercice a
été écrit pour vous.
Celui-ci peut être téléchargé à partir de la page ressource de ce site.
Evaluer
Commentez toutes les sources d'erreur dont vous vous rendez compte pour améliorer
n’importe quel aspect de l’exercice abordé au cours de votre travail.