La Lune au crépuscule en HR

Publié le par la maison de l'Astronomie

Les cratères Théophile, Cyrille et Catherine aux abords de la mer du Nectar

Les cratères Théophile, Cyrille et Catherine aux abords de la mer du Nectar

Bonjour et merci de nous lire.

Aujourd'hui, nous souhaitions vous montrer quelques images de la Lune prises au moment du crépuscule.

Notre satellite est, par définition, l'astre le plus proche de nous et constitue ainsi une cible facile à observer dans n'importe quel instrument d'amateur. Pas besoin d'être un expert pour admirer la surface riche en détails.

De part sa taille (près de 3500 km de diamètre) et sa distance (un peu plus de 380 000 km), la luminosité de l'astre des nuits se contemple également de jour comme le montre les images que nous partageons avec vous aujourd'hui.

Les clichés ont été réalisés pendant ou juste après le coucher du Soleil les soirs du 22 et du 23 juillet 2015 à l'aide d'une lunette de 100 mm seulement installée sur une monture légère EQ-3 de chez Sky-Watcher. La motorisation de la monture permet un suivi de l'astre par une compensation de l'effet de déplacement dû à la rotation de la Terre.

Afin d'atteindre la haute résolution de l'instrument, une caméra QHY5LII en N&B a été installée dernière un multiplicateur de focale de 2.5x.

La haute résolution d'un instrument est atteinte lorsque la combinaison des éléments utilisés pour réaliser l'image est deux fois supérieure à la résolution théorique de ce même instrument.

L'ECHANTILLONNAGE

Il consiste à adapter le rapport f/D de votre instrument en fonction de la dimension du photosite de la caméra. Il s’exprime en secondes d’arc/photosite. Ce paramètre est particulièrement important pour l’imagerie planétaire à haute résolution (objets du système solaire).

La formule est plutôt simple :

E ("/photosite) = 206 x P(microns) / F(mm)

Par exemple, dans le cas de notre instrument et de la caméra utilisée nous savons que la focale de la lunette est de 740 mm. Chaque photosite de la caméra mesure 3.75 microns au carré.

En plaçant la caméra au foyer de notre lunette chaque photosite (élément d'image) de celle-ci verra : 206 x 3.75 / 740 soit 1.04 seconde d'arc sur le Ciel. Rappelons que la seconde d'arc est la 1296000 ème partie du cercle.

Pour atteindre la haute résolution, la théorie et la pratique font intervenir l’Echantillonnage de Nyquist (EN). Celui-ci est donné par la formule assez ressemblante à la précédente mais elle tiens compte de la longueur sur laquelle on observe et fait intervenir le diamètre de l'instrument :

EN ("/photosite) = 103 x l (micron) / D(mm)

Dans le cas qui nous occupe, on considérera que nous observons la Lune en lumière blanche soit sur une longueur d'onde moyenne de 0.55 micron.

Pour notre instrument de 100 mm de diamètre, l'Echantillonnage de Nyquist (EN) est de : 103 x 0.55 / 100 soit 0.5665 seconde d'arc par photosite de caméra. C'est cette valeur que nous devons atteindre pour obtenir la haute résolution de notre instrument avec la caméra QHY5LII et ses photosites de 3.75 microns.

Nous rappelons, qu'actuellement avec le matériel que nous possédons, nous nous sommes arrêtés à 1.04 seconde d'arc. Il faudra donc, à l'aide de compléments optiques, faire en sorte d'atteindre cette valeur pour accéder à la haute résolution de l'instrument.

RAPPEL

Le pouvoir séparateur théorique d'un instrument se calcule par la formule simplifiée suivante :

PS" = 120 / D(mm)

Ainsi, le pouvoir séparateur de notre instrument est de 120 / 100 soit 1.2 seconde d'arc. Cela veut dire, qu'avec un diamètre comme celui-ci, à l'oculaire et dans des conditions idéales, on ne peut espérer voir des détails plus fins que cette résolution. Hors nous devons, rappelons-le, atteindre une résolution de 0.5665 " par photosite sur notre caméra soit une résolution environ deux fois plus élevée que ce que la théorie calcule.

Pour cela, nous devrons amplifier la focale de notre instrumentation en ajoutant une lentille de Barlow par exemple.

CALCUL DE LA FOCALE RESULTANTE

Pour calculer la focale résultante optimale permettant d'atteindre la haute résolution, la formule toute trouvée est :

F (mm) = 206 x P(microns) /EN ("/photosite)

Dans notre cas, cela donne :

F (mm) = 206 x 3.75 / 0.5665 soit 1363 mm.

Notre focale initiale étant de 740 mm, il faudra la multiplier par 1.84x

Ces calculs sont bien évidemment théoriques et rien ne remplace la pratique dans l'absolu. Cela dit, ils offrent une bonne base de travail.

Pour rappel, les images présentées ont été réalisées avec un multiplicateur de 2.5 x. Nous sommes bien au-delà de ce que calcule la théorie et le risque est de se retrouver avec des images empâtées car suréchantillonnées.

Si on s'adonne à un petit calcul, les images présenter offrent une résolution de 0.4"/photosite.

740 x 2.5 = 206 x 3.75 / EN

EN = (206 x 3.75) / (740 x 2.5) = 0.42"

A priori, les détails restent fins en apparence mais il s'agit quand même d'une lunette Takahashi de 100 mm dont les performances rivalisent, malgré la turbulence au moment de la prise de vue, avec des télescopes de 150 mm, voire plus.

L'hémisphère sud lunaire au moment du premier quartier

L'hémisphère sud lunaire au moment du premier quartier

la mer de la Sérénité avec Posidonius au Nord-Ouest, une plaine murée de 98 km de diamètre ; le cratère Eudoxe au Nord (67 km) et les deux cratères dans la pénombre du terminateur mesurant respectivement 55 km et 40 km de diamètre.

la mer de la Sérénité avec Posidonius au Nord-Ouest, une plaine murée de 98 km de diamètre ; le cratère Eudoxe au Nord (67 km) et les deux cratères dans la pénombre du terminateur mesurant respectivement 55 km et 40 km de diamètre.

Sur ce cliché, à droite, nous retrouvons le trio Théophile, Cyrille et Catherine. A gauche, dans la pénombre, se découvrent la paine murée Ptolémée (154 km) avec, au sud, deux cratères Alphonse (118 km) et Arzachel (98 km).

Sur ce cliché, à droite, nous retrouvons le trio Théophile, Cyrille et Catherine. A gauche, dans la pénombre, se découvrent la paine murée Ptolémée (154 km) avec, au sud, deux cratères Alphonse (118 km) et Arzachel (98 km).

Au premier quartier, la plaine murée Clavius semble vouloir imposer ses dimensions exceptionnelles (225 km), il faudra attendre un jour de plus pour admirer cette structure dans son intégralité. Au Nord de Clavius, une autre formation circulaire isolée, Maginus, est déjà sortie de l'ombre.

Au premier quartier, la plaine murée Clavius semble vouloir imposer ses dimensions exceptionnelles (225 km), il faudra attendre un jour de plus pour admirer cette structure dans son intégralité. Au Nord de Clavius, une autre formation circulaire isolée, Maginus, est déjà sortie de l'ombre.

Une autre plaine murée de 154 km, Ptolémée, domine deux autres cratères Alphonse et Arzachel. Sur leur droite, la plaine murée Albategnius s'étend sur près de 138 km.

Une autre plaine murée de 154 km, Ptolémée, domine deux autres cratères Alphonse et Arzachel. Sur leur droite, la plaine murée Albategnius s'étend sur près de 138 km.

La mer des Pluies fait son apparition montrant ainsi sa cicatrice présente sur la rime nord, la Vallée des Alpes. La plaine murée, Platon, émerge à son tour de l'ombre exposant ainsi sa forme circulaire remarquable.

La mer des Pluies fait son apparition montrant ainsi sa cicatrice présente sur la rime nord, la Vallée des Alpes. La plaine murée, Platon, émerge à son tour de l'ombre exposant ainsi sa forme circulaire remarquable.

La chaîne montagneuse des Apennins sépare la Mer des Pluies et la Mer des Vapeurs. A l'extrémité sud de cette chaîne, on découvre Erathostène, un cratère de 58 km de diamètre. Au bord Nord de l'image, on aperçoit le cratère Archimèdes d'un diamètre de 83km dont la formation date d'environ 3.8 milliards d'années !

La chaîne montagneuse des Apennins sépare la Mer des Pluies et la Mer des Vapeurs. A l'extrémité sud de cette chaîne, on découvre Erathostène, un cratère de 58 km de diamètre. Au bord Nord de l'image, on aperçoit le cratère Archimèdes d'un diamètre de 83km dont la formation date d'environ 3.8 milliards d'années !

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