Etalonnage des images CCD Application à la mesure des étoiles doubles
Commission des étoiles doubles de la Société Astronomique de France Paris Réunion du 2 avril 2016 André Debackère
Introduction
Difficulté majeure de la mesure d'une étoile double : l'étalonnage des images CCD. Il faut connaître avec précision : - l'orientation du capteur par rapport au mouvement diurne - l'échantillonnage (valeur du pixel en seconde de degré).
Introduction (suite)
Pour déterminer ces paramètres on peut se servir : - de la feuille de calcul préparée par Guy Morlet, Florence et Pascal Mauroy à partir des mesures effectuées par le satellite Hipparcos et permettant de prévoir l'angle de position à la date de l'observation de chaque étalon de la liste. - du tableur mis au point par Philippe Laurent qui améliore cette prévision en intégrant toutes les mesures connues des couples étalons et en utilisant une régression linéaire.
Principe
Je propose ici une autre voie : la mesure directe de l'orientation du capteur et de l'échantillonnage sur les images CCD. 1ère étape : Mesurer avec précision les coordonnées équatoriales (ascension droite α et déclinaison δ) de leurs deux composantes avec le logiciel ASTROMETRICA et en utilisant le catalogue UCAC4. 2ème étape : Calculer la séparation angulaire et l'angle de position du couple étalon à partir de ces coordonnées.
Méthode Acquisition de plusieurs images du couple étalon choisi en évitant la saturation des composantes A et B. Elimination éventuelle des moins bonnes images Ouverture des images dans Astrometrica (après avoir paramétré correctement le logiciel en fonction des caractéristiques instrumentales) . Réduction des images : le logiciel identifie les étoiles du champ cataloguées dans le catalogue UCAC4. Pointage tour à tour des deux composantes du couple (en ajustant correctement le rayon d'ouverture et le centrage) pour obtenir leurs coordonnées équatoriales α et δ et les enregistrer.
Exemple Acquisition des images le 14 mars 2015 : 1er couple étalon STF 1283 Chargement des 5 meilleures images de STF 1283 dans Astrometrica. Détermination des coordonnées équatoriales des 2 composantes du couple étalon STF 1283. comp A : α=08h 49m 55,832s et δ= +14° 50' 00,16'' comp B : α=08h 49m 56,788s et δ= +14° 49' 51,24'' Δ α = 0,956 s à convertir en secondes de degré grâce à la relation a ('') = α (s) . 15 . cosδ soit
Δ α = 13,86'‘
et
Δ δ = 8,92''
Ce qui donne pour STF 1283 à la date d'observation 2015,202 : θ = 122,76° et ρ = 16,48''
Exemple Acquisition des images le 14 mars 2015 : 2ème couple étalon STF 1349
De la même manière, j'obtiens pour STF 1349 le 14 mars 2015 comp A : α=09h 31m 09,922s et δ= +67° 32' 28,1'' comp B : α=09h 31m 10,768s et δ= +67° 32' 09,6'' Δ α = 0,846s et
soit Δa = 4,85''
Δ δ = 18,50''
Ce qui donne pour STF 1349 à la date d'observation 2015,202 : θ = 165,31° et ρ = 19,13''
Utilisation de REDUC Mesures réciproques des 2 étalons (1ère partie) Comparaison avec les mesures précédentes obtenues avec ASTROMETRICA. Etalonnage avec STF 1283 puis mesures de STF 1349 1) Couple STF 1283 pris comme étalon ce qui permet de déterminer : l'orientation du capteur Δ = 1,94° et l'échantillonnage E = 0,72932''/pix. 2) Mesure du couple STF 1349 : STF 1349 0,118''
;20150314
; 165.33°+/-0,29°;
19.08''+/-
3) Comparaison Δθ = 0,02° et Δρ = 0,05'' avec les mesures obtenues dans Astrometrica ( 165.31; 19.13)
Utilisation de REDUC Mesures réciproques des 2 étalons (2ème partie) Comparaison avec les mesures précédentes obtenues avec ASTROMETRICA. Etalonnage avec STF 1349 puis mesure de STF 1283 1) Couple STF 1349 pris comme étalon, ce qui permet de déterminer l'orientation du capteur Δ = 1,96° et l' échantillonnage E = 0,73122''/pix 2) Mesure du couple STF 1283 : Date 2015 mars 14 ; 122.74°+/-0,27°; 16.52''+/-0,059'' 3) Comparaison Δθ = 0,02° et Δρ = 0,04'' avec les mesures obtenues dans Astrometrica ( 122.76; 16.48)
Utilisation de la liste de couples étalons actualisée à la date d'observation du 14/03/2015 Mesures réciproques des 2 étalons. Pour la date 2015,202 la feuille de calcul Morlet Mauroy actualisée donne:
a) étalonnage avec STF 1283 puis mesures de STF 1349 STF 1349
;20150314
; 164.82; 19.092;1.44;
5;0.29 /
0.118;mesuré avec l'étalon STF 1283 (Δ = 2,45° E = 0,72976''/pix) Soit les écarts Δθ = 0,80° et Δρ = 0,132'' avec les valeurs obtenues dans la liste actualisée ( 165.62; 19.22)
Mesures réciproques des 2 étalons (suite).
b) étalonnage avec STF 1349 puis mesure de STF 1283 STF 1283 ;2015 mars 14 ; 123,05; 16,601;0,83; 5;0.27 / 0.059;mesuré avec l'étalon STF 1349 (Δ = 1,65° E = 0,73466''/pix) Soit les écarts Δθ = 0,80° et Δρ = 0,111'' avec les valeurs obtenues dans la liste actualisée ( 122.25; 16.49)
Conclusion
D'après ces tests il semble donc préférable d'utiliser ASTROMETRICA pour déterminer l'angle de position et la séparation du couple étalon choisi. D'autre part cette méthode permet d'utliser des paires d'étoiles pas trop écartées (moins de 20'') et proches du ou des couples à mesurer donc dans le même champ, ce qui évite des pertes de temps avec le déplacement du télescope et les problèmes de rotation du champ que l'on rencontre avec des étalons éloignés de la cible.