Au menu... Rappels théoriques Ordres de grandeurs Projets à la loupe Envie de franchir le pas? Conclusion
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- Catherine Lavallée
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1 Quelques projets & applications avec le spectrographe Lhires III François Cochard Rencontres du Ciel et de l'espace 11 novembre 2006 Cité des Sciences et de l'industrie - Paris -
2 Au menu... Rappels théoriques Ordres de grandeurs Projets à la loupe Envie de franchir le pas? Conclusion
3 Il est plus facile de faire un spectre d'étoile à haute résolution qu'une belle image du ciel profond La spectrographie fait appel à une science beaucoup plus abordable que l'imagerie classique
4 Exemples de spectres Basse résolution (réseau 150 t/mm) Haute résolution (réseau 2400 t/mm)
5 Rappels théoriques La lumière blanche est un mélange de «toutes les couleurs de l'arc en Ciel» Un spectrographe est un instrument qui décompose la lumière dans ses différentes couleurs Chaque couleur est associée à une longueur d'onde électromagnétique (λ) Dans le cas de la lumière venant des étoiles... 1 Le spectre (profil d'intensité de la lumière en fonction de la longueur d'onde) d'un corps noir est uniquement défini par sa température 2 Des raies d'absorption (ou d'émission) apparaissent dans les spectres. Elles sont la signature des éléments chimiques de la source de la lumière. 3 L'effet Doppler-Fizeau décale le spectre (vers le rouge ou le bleu) proportionnellement à la vitesse de déplacement de la source
6 Profil de corps noir Profil de Plank K Intensité K K K Longueur d'onde (angstroms)
7 Raies d'absorption/émission
8 Effet Doppler λ λ λ+ Eloignement des galaxies = décalage vers le rouge (red shift) = c
9 Schéma optique du Lhires III
10 Ordres de grandeurs 1 nm = 10 Å Spectre visible: Å ( nm) Sensibilité des CCD: Å (visible + proche IR) Effet Doppler: 1 Å <-> 50 km/s Ǻ/pix Dispersion (Hα) Pouvoir de résolution Vitesse km/s Champ Ǻ Tout le visuel en Images Magnitude limite Réseau utilisé Lhires III t/mm ,12 0,35 0,74 1,49 3, ,0 6,8 7,5 8,4 9,2 Calculs théor. (ETCL): T200mm, Lhires III (fente 30µm), KAF0400, 1 h de pose, S/B=100 Selon vos observations, il faudra trouver le bon compromis entre Résolution, Champ spectral, Magnitude limite, Rapport Signal/bruit et Temps de pose 11/11/06 (c) Shelyak Instruments 10
11 Ordres de grandeurs (2) Phénomène observé Eloignement d'un quasar Fuite des galaxies Explosion d'une nova Andromède Vitesses radiales d'étoiles Binaire spectroscopique Rotation d'étoile Rotation terre/soleil Rotation de Saturne Rotation de Jupiter Rotation de la terre Exoplanète type Jupiter Exoterre 11/11/06 Vitesse Décalage Champ Magn. Lhires III km/s A A , , , , ,5 0, m/s 2, X 7 cm/s X (c) Shelyak Instruments 11
12 Quelques projets 1 - Observation du spectre du soleil en visuel 2 - Spectro-Héliographie 3 - Spectres stellaires: Classification 4 - Spectres stellaires: Profils de raies 5 - Novae: vitesse d'éjection de l'enveloppe 6 - Vitesses radiales 7 - Vitesse de la terre... et masse du soleil! 8 - Rotation des planètes Jupiter et Saturne 9 - Binaires spectroscopiques 10 - Rotations stellaires - V.sin (i) 11 - Etoiles Be (collaboration pros-amateurs: Corot) 11/11/06 (c) Shelyak Instruments 12
13 1 - Observation visuelle du spectre solaire 11/11/06 (c) Shelyak Instruments 13
14 2 - Spectro-Héliographie 11/11/06 (c) Shelyak Instruments 14
15 3 Spectres stellaires: Classification A0 Be M5 C8 (200mm) APN EOS 300D Poses de 30 sec Sans ordinateur! O-B-A-F-G-K-M 11/11/06 (c) Shelyak Instruments 15
16 4 Spectres stellaires: Profils de raies 11/11/06 (c) Shelyak Instruments 16
17 5 Novae: vitesse d'éjection de l'enveloppe Nova: V4743 Sgr (2002) 50 Å 2500 km/s 11/11/06 (c) Shelyak Instruments 17
18 6 Vitesses radiales d'étoiles Spectres comparés de SAO104807, Altair, et SAO /11/06 (c) Shelyak Instruments 18
19 7 Vitesse de la Terre... Masse du Soleil T =2 2 T = a V 4 2 G m1 m 2 a 3 En juillet... Terre a Soleil V = 30 km/s (+6 pixels) m1 En janvier... 11/11/06 V = 30 km/s (-6 pixels) Terre (c) Shelyak Instruments m2 19
20 8 Rotation de Jupiter et Saturne 2 T = Cas de Saturne: Décalage = 7 pixels = 8,8 km/s Période de 10,6 h >> Rayon = km >> Distance de la terre! Par les anneaux... Masse! >> Densité! 4 2 G m1 m 2 a = c (c) Shelyak Instruments pas de manière solide 20!...11/11/06 et on prouve que les anneaux ne tournent 3
21 9 Binaires spectroscopiques Beta Auriga 2 spectres à 3 jours d'intervalle Par la troisième loi de Kepler, on peut facilement remonter au rapport de masse des deux étoiles! 11/11/06 57 Cyg (C. Buil) (c) Shelyak Instruments 21
22 10 Rotation stellaire: V.sin(i) 11/11/06 (c) Shelyak Instruments 22
23 11 Etoiles Be (programme Corot!) Magnétisme, ou Pulsations? Vos mesures permettront de trancher! Collaboration Amateurs - Professionnels 11/11/06 (c) Shelyak Instruments 23
24 Envie d'aller plus loin? Les deux conditions essentielles pour bien démarrer Maîtriser son télescope Maîtriser les bases de l'imagerie numérique - S'inscrire sur la liste de distribution Spectro-L - Participer à des stages, des rencontres... - Se rapprocher de clubs qui ont fait le choix de la spectro - Manipuler les logiciels & tutoriaux (Iris, Vspec, Audela, Prism...) Venez nous voir sur le stand Shelyak!
25 Quelques liens utiles Groupe ARAS: Site Iris: Iris / SPIris: VisualSpec: Audela: Prism: BeSS:... Bientôt en ligne! Projet Corot: Merci!
26 Backup slides...
27 Le principe du spectrographe Sources: «Diffraction Grating Handbook» (Richardson) & «Practical Amateur Spectroscopy» (Springer)
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