Audela
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Occultations d'étoiles par astéroïdes, étoiles à sursaut sont d'autant de sujets d'observations qui nécessitent des mesures très résolues dans le temps. Le mode scan (accessible à certaines caméras seulement) permet d'y arriver.
Dans une caméra CCD, l'image optique est transformée en image électronique grâce à un capteur CCD. Celui-ci est constitué d'une mosaïque de petits pavés d'une dizaine de micromètres de coté, accolés les uns aux autres: ce sont les pixels. Ils transforment la lumière incidente en signal électrique, propre à chaque pixel. Le composant CCD Kaf-400 et sa famille dérivée (Kaf-401, Kaf-401E) sont largement utilisés dans les caméras CCD. Il est constitué d'une mosaïque de 768 x 512 pixels de 9 microns de côté. A la fin de la pose, les pixels sont transférés un à un, les uns derrière les autres, vers l'ordinateur qui reconstitue l'image sur l'écran. Le transfert s'effectue ligne par ligne vers l'ordinateur. Le graphe ci dessous montre comment s'effectue ce transfert :
Le transfert des pixels est réalisé en décalant toute l'image d'une ligne vers le bas. La ligne la plus en bas (le registre horizontal) contient les pixels (notés ABCDE sur le graphe) mais qui ont la particularité d'être masqués de la lumière. Cette ligne masquée (le registre horizontal) est alors transférée vers l'ordinateur. Enfin, on effectue à nouveau le décalage de toute l'image d'une ligne vers le bas (FGHIJ se retrouvent dans le registre horizontal), etc...
On remarquera que l'image semble "glisser" verticalement sur la trame du composant CCD au cours du transfert de l'image. La méthode du scan consiste à lire l'image en continu pendant le "glissement" des lignes du CCD. On peut ainsi :
Rappelons que l'observation de tels évènements permet d'affiner la connaissance de l'orbite de l'astéroïde occulteur car la position des étoiles occultées a été mesurée de manière très précise (par le satellite Hipparcos dans le cas présent). Le phénomène est similaire aux éclipses visibles depuis la Terre. La trajectoire des occultations prévues sont disponibles sur Internet. Les dimensions de l'astéroïde peuvent être estimées par simple mesure de la durée de l'occultation, et si suffisamment d'observateurs assistent au phénomène, la forme de la petite planète peut être déduite.
Observer une occultation, c'est non seulement y assister (oui ou non elle a bien eu lieu à ma position géographique), mais également pouvoir mesurer la durée du phénomène. Historiquement, les premiers suivis d'occultation stellaires par astéroïde ont eu lieu avec l'oeil, puis avec des caméras vidéo intensifiées. La caméra CCD en mode scan permet d'enregistrer le phénomène avec une excellente précision.
Le script occult.tcl permet de régler les paramètres de l'ocultation et de lancer la mesure automatiquement.
# === fichier script : occult.tcl pour Audace
#
# --- date de debut d'execution du script (H-5min)
set occult_date [mc_date2jd {2000 9 10 0 34 00} ]
# --- date de debut du scan
set occult_datedeb [mc_date2jd {2000 9 10 0 38 00} ]
# --- coordonnées à pointer
set occult_ra 0h32m31s
set occult_dec +10d29m12s
# --- paramètres du scan
set occult_largeur 384
set occult_hauteur 1500
set occult_binning 2
set occult_intervalle_de_temps 300
# --- attend le debut de l'experience
while {[mc_date2jd now]<=$occult_date} {}
# ---- pointe le telescope
tel1 goto [list $occult_ra $occult_dec]
# ---- fait une pose de champ
acq 5 2
saveima image-champ.fit
# ---- attend le bon moment
while {[mc_date2jd now]<=$occult_datedeb} { }
# ---- commence le scan
cam1 scan $occult_largeur $occult_hauteur $occult_binning $occult_intervalle_de_temps
vwait status_cam1
saveima image-scan.fit
# ---- fin du script
A l'issu de ce script on récupère deux images :
Une occultation de l'étoile HIP 11333 par l'astéroïde Palma était prédite pour le 7 Août 2000 vers 3h25m TU. Le matériel est une caméra Audine sans obturateur fixée au foyer F/6 d'un télescope LX200 de 200 mm de diamètre. L'image suivante montre le champ de l'astre en question. HIP11333 est une étoile de magnitude V = 7.28 (B-V=1.69). La chute d'éclat prévue due à l'occultation devait être de 5 magnitudes et la durée maximale de l'occultation de 8.2 secondes..
Image du champ de HIP11333 à 3h21 TU, soit 4 minutes avant l'occultation. Intégration 10 secondes en binning 2x2 (384x256 pixels) HIP 11333 fut placée dans le cadre blanc délimitant la partie à scanner. Les trainées liées à l'absence d'obturateur : ce phénomène s'appelle le smearing.
La méthode d'observation consiste à effectuer une image en drift-scan alors que le télescope suit l'étoile. Ainsi, l'image de l'étoile défile sous les pixels du CCD pendant la pose. On récupère une image dont l'axe de décalage des lignes est celui de filé des étoiles, et correspond à un axe temporel "fictif". La résolution temporelle de cet axe est fixée par la durée séparant deux décalages de lignes du CCD.
Nous montrons ici un résultat concret. pour la réalisation de l'acquisition du scan, la fonction cam1 scan a été paramétrée par un décalage des lignes à 200 millisecondes, en reconstituant un binning 2x2. L'image fût commencée à 3h21m45s TU et a duré 10 minutes, ce qui correspond à un axe temporel de 3000 pixels, représentant chacun un intervalle de temps de 200 ms. Comme le montre l'image, présentée ci dessous, il n'y a pas eu d'occultation. Deux occultations manuelles ont été faites pendant la pose afin de vérifier la calibration interne de l'acquisition par le logiciel.
Comparée à la technique traditionnelle qui consiste à faire une pose classique en arrêtant le moteur et en espérant que l'occultation ait lieu à l'heure dite, cette méthode permet de gagner sur les points suivants :
Cette méthode devrait permettre d'obtenir des observations précises et fiables, mais il reste à effectuer des mesures supplémentaires pour valider la méthode. Il est certain que les profils d'ombre des astéroïdes seront bien mieux déterminés grâce à cette méthode.
