Dossier annex : Préparer une observation astronomique Dessin de Clavius (cratère lunaire) par Serges Vieillard avec un Newton de 250mm x250 Préparer une d'observation astronomique Une observation astronomique se prépare avec méthode et attention. Il faut prévoir les objets à observer, préparer le matériel d'observation et tout le matériel secondaire nécessaire à une observation confortable. Chaque observation est unique ! Il faudra donc garder une trace de cette nuit. I-Protocole 1-Avant l'observation Toute observation se prépare attentivement ! I-Le choix de la nuit d'observation Ce choix est primordiale car il dépend de plusieurs paramètres : -le temps que l'on pourra (et souhaitera) consacrer à l'observation, si elle durera longtemps, prévoir une nuit où le lendemain est libre, pour pouvoir se reposer ! -ce que l'on veut observer : *si l'on souhaite observer la Lune et les planètes, il faudra choisir une nuit où la Lune reste dans le ciel une bonne partie de la nuit, et quaned celle-ci est assez éloignée de son stade plein : le terminateur (ligne imaginaire qui sépare la zone d'ombre de la zone illuminée) devra être bien visible, en effet, grâce à son jeu d'ombres, il permet d'avoir une vision «en 3D» des cratères et montagnes, sinon, si l'on observe que la zone lumineuse, nous ne verrons peu de détails sur les espaces à observer. Les planètes à observer devront être assez hautes dans le ciel (cela dépend de la saison) *si l'on souhaite faire des observations du ciel profond, il faudra choisir une période où la Lune n'est peu ou pas présente dans la nuit : celle-ci est très gênante car agit comme un énorme phare, aténuant la luminosité du ciel. -le temps : ce paramètre étant dur à prévoir, il vaut mieu se fixer plusieurs nuits, au cas où les nuages s'invitent... Par exemple, après un orage le ciel étant lavé, celui-ci sera de meilleur qualité ; mais le sol étant trempé, il libèrera plus facilement d'humidité, ce qui peut occasionner du brouillard... On pourra tout de même aller voir les prévisions météo sur certains sites spécialisés, comme météoblue. Bien entendu, il est rare que tous ses points soient respectés, notament pour l'observation du ciel profond : il est dur de trouver des dates où la lune est absente (environ 1 semaine/mois), où l'on peut observer et où la météo est clémente ! II-Le choix du lieu d'observation Il dépendra de ce que l'on veut observer dans la nuit : -Si l'on souhaite observer la Lune et les planètes, autant rester chez-sois ! En effet, il s'avère que les villes possèdent un «micro-climat», encore mal expliqué : le ciel sera assez stable, permettant de grossir plus facilement, sans que l'image «bouillonne» à cause de turbulence atmosphériques. Il faudra que toutes les planètes observables cette nuit là soient visible et non caché par un arbre ou une maison ! Il faut donc privilégié les lieus dégagés au Sud et à l'Est. -Si l'on souhaite observer le ciel profond, le choix du lieu sera primordiale : il devra être éloigné le plus possible de toute source de Pollution lumineuse, et devra être très bien dégagé, sur tous les horizons. Pour trouver un bon endroit, il sera préférable de le trouver quelques jours avant l'observation, ce lieu pourra être gardé tout au long de la vie de l'astronome amateur. Son choix se fera à l'aide de carte IGN et de pollution lumineuse : la carte IGN permettant de trouver des endroits, dont on fixera la distance suivant la mobilité de l'observateur, qui sera dégagé. La carte de pollution lumineuse, notamments celles réalisés par Frédéric Tapissier, qui sont très précises, permettra de trouver le lieu le plus «noir» possible : il sera éloigné le plus possible de toutes ville ou village. Voici la carte de France de pollution lumineuse visuelle, réalisée par Frédéric Tapissier. Elle prend en compte beaucoups de paramètres comme l'altitude du lieus les «hallos» de pollution des villes, etc. Les région noirs sont celles «dénuées» (mais elle est quand même visible ! ) de pollution lumineuse : environ 3 000 étoiles visibles à l'oeil nu !!. Au contraire, les zones blanches représentent les régions où seules les planètes et une petite dizaine d'étoiles sont visibles ! Plus la couleur tendra ver le noir, plus le ciel sera donc bon ! Il existe également des cartes plus précises par région, visiblent sur http://avex.org.free.fr/cartes-pl/france/regions/carte-france.html Voici un exemple de lieu disposant d'une forte pollution lumineuse, dû à un éclairage abusif et inutile, nuisant à la qualité du ciel nocturne et à la vie de la faune et la flore locale : commune des Mées (04) Dans tous les cas, l'observation se fera le plus loin possible de toute source qui aura pue garder la châleur durant la journée (et la «renvoyer vers le ciel» durant la nuit), pour éviter la turbulence provenant du sol : on priviligira les espaces verts. On évitera également de se plasser près d'une zone humide, pour éviter le brouillard et l'humidité qui s'instalera sur les instrument, et gâchera la nuit ! Le choix du lieu d'observation, surtout pour le ciel profond est donc très difficile. En effet, très peut de sites sont dépourvus de pollution lumineuse. Par exemple, la pollution engendrée par l'éclairage de Paris est visible à plus de 100km à la ronde ! III-faire une liste des objets à observer Il faut en premier lieu regarder les éphémérides astronomique, que l'on peut facilement trouver sur internet ou dans des magazines spécialisés comme Ciel et espace ou astrosurf magazine. Cela permettra de voir les phénomènes intéressants observables (si il y en a !) comme une ocultation d'un satelite galiléen par le disque jovien, ou encore une conjonction entre planètes ! Si il y en a, donnez toutes les informations importantes ( heure de visibilité, zone de visibilité, instrument adéquat pour l'oberver etc). Puis, listez les objets à observer : - Regardéz les éphémérides pour le passages de satelites artificiels (notament les iridium ) et de l'ISS – Pour une observation planétaire et lunaire, il faudra regarder la place des planètes et de la Lune, la place des différents satélites de Jupiter et Saturne (si l'on souhaite les observer...) les cratères intéressants observable près du terminateur lunaire, la phase de la Lune, en se référant au mois lunaire ( les période d'observation les plus intéressantes étant entre le croissant et le quartier). – Pour une observation du ciel profond, il faudra lister les objets observables, en fonction du ciel dont l'on dispose, de l'instrument dont l'on dispose et de la saison. On préparera une liste d'objets ainsi, en marquant leur nom, leurs coordonnées céleste, leur magnitude visuel, leur étendue, leur type, et le numéro de la carte de l'atlas où ils se situent et l'heure de son passage au méridien (passage au plus haut dans le ciel) . Il faudra également regarder où se situe l'objet sur des cartes de repérage pour se familiarisze avec le champ d'étoiles le cotoyant. Nous ferons également une petite recherche astrophysique et historique de l'objet, histoire de se cultiver et de connaître l'objet ! Exemple de carte d'éphéméride astronomique : le 15 décembre à 0 h TU; • • • • le 1er janvier à 23 h TU; le 15 janvier à 22 h TU; le 1er février à 21 h TU; le 15 février à 20 h TU. Les positions des planètes sont précises le 15 janvier. Ajouter une heure au temps universel(TU) pour obtenir l'heure d'été. En orange les planète visible, en vert les étoiles les plus brillantes. La ligne imaginaire rouge est l'écliptique (toutes les planètes et la Lune sont proches de cette ligne) Dans tous les cas, il sera préférable de ne pas regarder de photos ou de dessins des objets que l'on souhaite observer durant la nuit : l'observateur doit garder une certaine objectivité, pour «découvrir» l'objet (et non essayer de voir des détails qu'il aura vue sur une photographie...) IV-Préparer le matériel Listez le matériel dont on aura besoin : il ne faudrait pas oublié les oculaires, et le remarqué une fois sur place ! Voici une petite liste de choses à ne pas oubliées ! – – – – – – – – Les instruments optiques (téléscopes, oculaires, filtre, jumelles etc...) Des feuilles de papier et des crayons, pour prendre des notes ! Des gabaris de dessin si l'on souhaite faire du dessin, les appareils photos et webcame si l'on fait de la photo ! Des vêtements chaud (même en été, il ne faut pas se laisser surprendre par des température «fraiches !» Préparé de quoi grignoter et des boissons chaudes (ou alcool local si l'on observe en hiver, mais attention à l'abus d'alcool !) Apporter une lampe rouge, de faible intensité, pour ne pas gêner sa vision nocturne Si vous ne connaissez pas par coeur le champs et le grossisement qu'apporte chaque oculaire avec vos instrument, faite une petite feuille avec ce récapitulatif (mais normalement, tout bon observateur connait parfaitement son matériel et ses possibilités) Ne pas oubliez les atlas et livres en tout genre permettant de bien repérer les objets Il ne vous reste plus qu'à tout mettre dans la voiture ! Reposez-vous quelques heures avant le départ, vous en aurez besoin pour être en forme jusqu'au levé du soleil ! La préparation d'une nuit d'observation est très importante, elle permet à l'amateur d'être, une fois rendu sur place, rapide et efficace. Elle permet également de le motiver sur son programme, avec sa «soif de découverte». 2-L'observation Vous êtes maintenant fin pret. Après les quelques heures de repos, vérifiés que la météo sera favorable (sinon, retourner se coucher), puis rendez-vous sur le site d'observation au moin 1h ou 2h avant le coucher du soleil. I-installation du matériel – Une fois sur place : installer le matériel : si vous avez une monture équatoriale, dirigé l'axe d'ascension droite vers le nord (vous ferez la mise en station plus tard, durant la nuit). Enlevé les cahce des instruments, mettez des par buée si vous possédé un instrument avec une lentille au contact de l'air direct – (lunette, téléscope maksutov-cassegrain...), pour éviter les dépôt de buée. L'instrument va se mettre progressivement en température. Sortez les cartes, atlas et autres II-l'observation tant attendue *Vous pouvez maintenant attendre et apprécié le couché du soleil ! Les étoiles vont apparaître au fur et à mesure que le soleil se couche : les étoiles les plus brillantes apparaissant les première. Vous pouvez ainsi repérer les différentes constellations, avant que le ciel ne soit envahi par des miriades d'étoiles. Vous pouvez également faire la mise en station de votre monture équatoriale (pas la peine qu'elle soit précise, si vous ne faite que du visuel), faite, si nécessaire la colimation de l'instrument et aligné le ou les chercheurs. Au fil du couché du soleil, vos yeux vont peut à peut s'abituer à l'obscurité, les pupilles vont se dilaté, pour capter le moindre photon. Le soleil est maintenant bien couché, vous appercevé la voie lactée (selon la saison et la pollution lumineuse du site). Vous pouvez vous amusez à repérer les villes proches (mais loin, je l'espère) par leur halo de pollution lumineuse. Il est aussi temps, s'il fai tbien nuit, de prendre quelques mesure relative à la nuit d'observation, selon la capacité et l'expérience de l'observateur, notez : -la magnitude visuel limite atteinte (grâce à des cartes de repérage et de lagnitude de certaines étoiles) -le seeing -un indice de pollution lumineuse -la turbulence atmosphérique -la météo (il peut avoir des cirrus, par exemple, ou de l'humidité) -vos première impressions -les premières impressions *L'observation peut enfin débuté. Commencez par les objets les plus à l'ouest. Le ciel tournant, ces objets seront les premiers à se coucher. Vous les repérerez grâce aux cartes de vos atlas. Le ou les chercheurs, du fait de leur grand champs et de leur faible grossisement, permettrons ainsi, à l'aide des atlas, de cheminer d'étoile en étoile pour arriver à l'objet tant désiré. Utiliser le plus faible grossisement permis par vos combinaisons optique, pour observer la plus large zone possible du ciel, et ainsi repérer l'objet plus facilement. Cette recherche est importante, car elle permet à l'observateur de se repérer dans le ciel, et d'abituer l'oeil à la recherche de l'objet : il sera très attentif, et captera le moindre changement à l'oculaire. *-L'objet est maintenant dans l'oculaire de votre instruments, et non sans mal ! Observé le minutieusement, prenez votre temps. N'ésitez pas à changer de grossiement et à grossir, même pour les objets du ciel profond ! Si vous possédez des filtre, essayez les tous. Vous verrez apparaître, au fur et à mesur de l'observation, de plus en plus de détails. L'observation d'un objet du ciel profond peut prendre jusqu'à plusieurs heures !! Certains détails n'apparaissent qu'au bout de quelques dizaines de minute, alors soyez patient, préféré la qualité d'observation à la quantité. N'oubliez pas d'utiliser la vision décallée, l'oeil étant captant plus de lumière sur ses bord, elle permettra de voir plus de détails. Surtout, ne vous attendez pas à être submergé de détails ! Vous ne verrez que des «tâches floue», plus ou moins détaillées, mais quel plaisir d'observer des objets aussi loingtain ! -Il est maintenant temps de prendre des notes, et de sortir vos crayons ! Pour le dessin, commencé par les étoiles les plus brillantes du champs, puis les autres. Ensuite l'objet. Si ce dessin est un brouillon, n'ésité pas à faire de nombreuses anotation, comme notament la luminosité de certaines parties (si c'est une nébuleuse), ou la visibilté de certains détail (vue 50% du temps, vue facilement en vision direct...). Surtout, ne dessinnez que ce que vous voyez, n'inventez pas ou ne faite pas comme les dessins de biologie : le dessin astronomique doit représenter exactement ce que l'on voit, donc n'interprettez aucuns détails, cela n'a aucun intérêt. Après de nombreuses (dizaines de)minutes d'observations, finissez le dessin en indiquant la position de l'ouest (si la monture n'est pas motorisé, l'objet semblera «fuir» du champs : c'est L'Ouest). Vous ferez l'échelle le lendemain. Noté la durée d'observation (approximativement), l'instrument utilisé (diamètre du téléscope, de l'oculaire, champs sur le ciel, grossisement, filtres utilisés ), et les dernière impressions. -Le dessin permet à l'observateur de garder en mémoir l'objet observer, d'y voir plus de détails, et de le marqué beaucoup plus qu'une observation rapide. *il est temps de faire une pose ! Sortez gâteau et boissons chaudes : vous reprendrez des forces et permettrez à vos yeux de se reposer, l'exercice duquel vous venez de sortir est assez fatiguant pour la vue ! *Puis continuez ainsi au fur et à mesure de la nuit et de vos envie. Dès que vous êtes rassasiez, et surtout fatigué de votre nuit, n'ionsistez pas ! Il est temps d'aller se coucher et de tomber dans les bras de Morphé. En lisant ses pages, ont à l'impression que l'observation astronomique est une course contre la montre, et bien non ! Même si il y a beacoup de choses à faire, elles se font dans le calm et la tranquilité. Une observation ne doit jamais être un moment de stress, mais de détente intelectuel. Elle permet aussi de «découvrir» de nouveau horizon et de nouveau objets : chaque objet est unique. Cette rubrique ne sera pas représenter dans le contre rendue de “l'expérience”, logique puisqu'elle ne dure qu'un temps ! 3)Après l'observation Après une bonne nuit de sommeil, vous pouvez recopier au propre tout ce que vous avez fait durant la nuit, et ainsi crééer un Compte Rendu d'Observation Astronomique (CROA). IL permet de faire une synthèse de votre observation, d'en garder un souvenir pour plus tard, de comparer vos observation avec vos collègue, et de faire partager vos impressions aux autres amateurs !! Il comportera : -La date de l'observation -Le lieu d'observations (accompagnés si possible de cartes, pour informé les autres amateurs du coin des bon endroit pour pratiquer l'astronomie) -Les impressions de la nuit, les grand moments -les dessins/photos, recopiez au propres accompagné de déscription et du matériel utilisé Vous pouvez maintenant comparer votre observation avec celle d'autre amateurs (ayant des conditions d'observations différente, une vue différentes, des instruments différents...) 4)Conclusion Une observation astronomique ne se décide donc pas au dernier moment, et demande une préparation assez conséquente, si l'on veut l'appréciée. Elle sert avant tout à l'amateur de «s'évader» du monde, et de ressentir des sensations uniques (pour les jeunes comme pour les moins jeunes !). Ce protocole n'est bien sur qu'une piste, rien n'empêche à l'observateur, et souvent on est bien obligé, d'observer des objets du ciel profond en ville avec la présence de la Lune ! Ici sont simplement répertoriées les condition optimum pour chaque observation. II-Application Application de ce protocole sur l'observation d'un objet du ciel profond, les dentelles du Cygne. 1)préparation de l'observation I-Le choix de la nuit d'observation Ici, l'observation a été faite durant deux périodes différentes : -La semaine comportant la nouvelle Lune de Juillet 2006 ( du 21 au 30 ) -La semaine comportant la nouvelle Lune de Août 2006 ( du 19 au 26 ) Ces semaines ont profité d'un temps très correct, malgré pour la première période d'un brouillard souvent présent (nous étions proches de marais...) II-Le choix du lieu d'observation Le premier lieu d'observation (semaine de Juillet) se situai sur le Causse Méjéan, à 900m d'altitude : Nous avons bénéficié d'un très bon ciel (noir sur les carte de pollution lumineuse), mais humide (l'humidité diffusait les halo de pollution lumineuse des allentours). La Magnitude visuelle (mv) était comprise entre 6,5 et 7. Le second lieu est un des meilleur ciel de France : Le plateau du Restefond. Situé non loin de Barcelonette (proche de la frontière italienne), et situé à 2 500m d'altitude, nous avons bénéficié d'un ciel d'exption, malgré ici aussi une relative humidité ! La magnitude visuelle (mv) était comprise entre 7 et 7,5 ! Ce ciel est, bien entendu, en noir sur les cartes de pollution lumineuses. Ces deux périodes correspondait à une rencontre d'astronomes amateurs, les Rencontres Interdépartemental du Ciel et de l'Astronomie en Région Désertique, rencontres réunissant une quinzaine d'observateur fondus d'astronomie, plusieurs fois par ans. Celle de Juillet comportait notament deux téléscope de 600mm de diamètre, de fabrication personnel !! Nous pourrons dire que la qualité des deux ciel, pour l'observation qui va suivre et pour simplifier les choses est comparable. Nous pourrons ainsi comparé la vision du même objet à travers différents instruments Les magnitudes visuelles mesurées sont des approximation, et elle différait celon les observateur ; ayant des yeux “jeunes”, je voyais plus d'étoiles que les autres. III-Faire une liste des objets à observer Ici je ne détaillerai un exemple que pour un seul objet, en effet la liste serai, sinon, longue et fastidieuse ! L'objet sélectionner, ou plutôt le groupe d'objet sont les dentelles du Cygne. Leur nom de catalogue : NGC 6960, NGC 6992-5. a)Caractéristiques astrophysiques et histoire: -Elles ont été découverte par William herchel en 1784. -C'est un rémanent de supernova (les reste d'une étoile qui a exploser), qui se trouve à 2 500 Année Lumières (AL° dansle bras d'orion. Cette supernova explosa il y a de cela entre 30 000 et 100 000 ans. Elle s'étire sur environ 70 années lumières. Elles vont finir par se diluer dans le milieu interstellaire, elles vont néanmoins enrichir le milieu en élément lourds. C'est l'un des seul rémanen (avec M1) visible avec des instruments de moins de 125mm de diamlètre. b)Repérage Les dentelles du Cygnes se situent dnas la constellation du Cygne. L'objet étant très étendue, leur magnitude visuelle ne donne pas une bonne idée de leure observabilité, elles sont donc inutile (mais elle tourne autour des 10,0m) NGC 6960 (la petite dentelle)-> coordonnées : α=20h45m δ=59°35' taille :70'x6' NGC 6992-5 (les grandes dentelles)-> coordonnées : α=20h56m δ=31°43' taille : 80'x5' Elles se trouvent proche de l'étoile 52 du cygne (mv=4,2), dans le bras sud-est du cygne. Voici une carte précise de l'uranometria 2000.0 (une partie de la carte n°47, tome 1) permettant de les repérer facilement ! Ici les dentelles sont les zones délimité par un trait plein noir, on remarque bien quelles sont étendues !! IV-Préparer le matériel Le matériel fu préparer et rien ne fu oublier ! 2-L'observation Les trois dessins qui vont suivres sont en négatif (couleur inversé) pour des raisons d'impression. *La première observation s'étala sur 3h, répartie sur 2 nuits celles du 24 et du 27 Juillet 2006. matériel : Lunette D=80mm F=400 F/D=5 Oculaire nägler 13mm Grossissement=30x champs sur le ciel : 3°50' filtre OIII et UHC Durant les deux nuits, les conditions d'observations étaient similaires. La transparence était bonne, le seeing correct et la pollution lumlineuse nul ! L'humidité était assez présente et la fatigue s'est fait sentir lors de la première nuit. Les dentelles sont visibles aux jumelles 10x50 mais ne présentent aucun détails. En les pointant à la lunette, les grandes dentelles sont visibles sans filtre. Les petites aussi, mais sont beacoup plus dure à voir, il faut un certain temps pour les voir. Après l'essaye de différents oculaire, c'est le nägler 13 qui correspond le mieu, le filtre OIII ne rajoute pas beacoup de détails, mais l'UHC lui, renforce beacoup plus certaines zones ! La grande dentelle est magnifique, et détaillé ! Je ne pensait pas qu'il était possible de voir autant de détails. En revanche, ceux-ci sont venus au bout d'un certain temps d'observation et sont assez difficile à observer. Il y a une zone, assez proche, qui présente des étoiles non résolus, ressemblant à une sorte de nébulosité. Les petites dentelles sont plus difficile à voir, en effet, elles se situe “sur” l'étoile 52 cygny-> du fait de sa luminosité elle aténue la nébulosité. Petu de détails sont visible, mais ça forme est bien reconnaissable ! Ici, sur le dessin, la petite dentelle est en haut et la grande dentelle en bas. Le scannage+l'imprimante ont déterioré la qualité du dessin, veuillez nous en excuser. Dessin réalisé par Boris Emeriau. *La seconde observation fut divisé en deux partie : une observation de NGC6960 le 23 Août et une de NGC 6992-5 le 25-08-05 matériel : Télescope maksutov-cassegrain D=127mm F=1500mm F/D=11,8 pour NGC 6960 : oculaire Plössl 32mm G=48x champs sur le ciel : 1° pour NGC 6992-5 : oculaire hypérion 21mm G=75x champs sur le ciel : 50' pour les deux, utilisation du filtre OIII. La première nuit, mv=6,8 la transparence était bonne, le seeing aussi. NGC 6960 est bien visible sans filtre, mais le OIII apporte un gain non négligeable en contraste. La “petite zone”, qui forme des zigzag, présente des détails : une partie semble plus lumlineuse, et certain côté ont une structure filamenteuse, le tout estbien délimité. L'autre côté en revanche est mal délmité et présente peut de détails, sauf une subtile structure filamenteuse, vue 40% du temps. Dessin de Boris Emeriau, le Nord esten haut à droite. La seconde nuit fut consacrer à NGC 6992-5. Elle présentai tplus d'humidité que la première, le dessin fut intérompue par des nuages !! La transparence était mauvaise, le seeing bon. Beacuoups de détaisl ont été vue, l'observation était en revanche un peut désagréable, car l'objet est très étendue ! Je n'ai pas vue beacoup plus de détails (mais ces détails étaient plus visible) que lors de l'observation avec la lunette 80/400 en Juillet. Dessin réalisé par Boris Emeriau, raté car trop “géométrique”. Conclusion et forme de réflexion : Sur ces deux observation des dentelles du cygne, nous avons pue voir que l'instrument jouait un rôle essentiel. En effet, les détails et la vision de l'objet suivant les deux instruments (qui possèdent un grossissement différent, un diamètre différent, une formule optique différente...) est très différente. Avec la lunette, qui possède ici un champs et un grossissement différent, l'objet parraît moin étendue. Alors qu'avec le maksutov-cassegrain l'objet parraît plus étendu (grossissement plus important et champs plus restreint). D'un point de vue personnel, la grande dentelle du cygne était plus belle dans la lunette (elle rentrait entièrement dans le champs ! ), en revanche la petite dentelle, présentant plus de détails dans le makstuov-cassegrain, fut bien plus appréciable avec ce dernier. Faut il alors absolument choisir le diamètre le plus important pour observer le ciel profond? Et bien pas forcément, cela dépend de l'objet que l'on veut observer, et du but de l'observateur : à mon goût, mieu vaut exploiter son instrument que changer rapidement de diamètre. Dans tous les cas, le ciel est primordial (ici le sobservations ont été faite sous des ciel exeptionnels par leur qualité),e t l'observateur devra s'éloigner le plus possible de toute source de pollution lumineuse.