Spectropolarimetry update

[Christian Buil]

Olivier,

Les références catalogue de ces filtres chez Edmund Optics Ltd sont 88251 pour un retardateur lambda/4 et 86186 pour un polariseur linéaire. Support en acétate à découper au ciseau.

C'est clair que le gros problème est d'obtenir un rapport signal sur bruit suffisant, et le nombre de cibles bien accessibles est effectivement restreint. N'investit pas une énergie considérable sur cela en l'état, considère que c'est une manip pour le fun (pour le moment...). Le traitement des données, sur les raies métalliques en particulier, ça demande un effort logiciel comme je l'ai indiqué dans un précèdent message. Mais on voit aussi la signature Zeeman dans les raies de l'hydrogène, et là c'est plus simple. Si tu t'y met, on en reparlera en temps venu.

Christian

[Christian Buil]

Voici une analyse de mes observations récentes de l'étoile alpha2 CVn (Cor Corali), le prototype des étoiles Ap/Bp, chimiquement particulières.
Sur la période de rotation 5,47 jours on détecte aisément dans les données la variation du champ magnétique (la composante longitudinale du champ intégré dirigé vers l'observateur), mais aussi la topologie de surface qui montre des concentrations d'éléments chimiques (des sortes de taches gigantesques et permanentes de concentrés de chrome, d'europium, ...). Il est fascinant de voir telles choses avec nos instruments !

Here, the analysis of spectropolarimetric observations of the alpha2 CVn (the Ap/Bp type standard !). The run cover 11 night.
The change during the 5.47 days rotation period of the object are impressive, from the magnetic point of view and also from the surface peculiar chimical topology (here we can detect chromium "spot" at the surface of the star for example).

L'observation de la force du champ longitudinal intégré sur le disque en utilisant la raie Halpha (effet Zeeman) - on voit ici la rotation des poles magnétiques:

Here the detection of magnetic field by using Zeeman signature on H alpha line and the variation function of rotational phase:



La même chose en utilisant une raie du chrome (remarquer les différences avec Halpha, il y a une vraie différenciation selon l'élément chimique considéré):

Same by using a Cr II line and compararison with a professional work:



Dans la planche suivante, dans mon référentiel, une chose que je met à égalité avec l'observation des exoplanètes genre 51 Peg... une vision quasi graphique de la surface chimiquement tachée d'une étoile et de sa topologie magnétique... ça fait très longtemps que j'y pense, c'est magique !



Un peu d'explications (les mots clefs sont Zeeman et polarisation circulaire) :



Christian Buil

[Olivier GARDE]

Génial Christian !!!, bon cela me motive pour installer un polarimètre sur mon ESP....

Juste une question, comment passes tu du spectre à la représentation de la surface de l'étoile ? Et avec quel outil le fait tu ? Matlab ?)

[Christian Buil]

Olivier, regarde bien les globes, ce n'est pas moi qui en ait fait le calcul (voir référence A&A) - ce serait trop beau.
L'inversion du profil spectral (et de Stokes) pour synthétiser une telle image de la surface de l'étoile est un problème (très) complexe. Je ne possède pas un tel code, même si l'analyse au premier ordre du profil permet de se rendre compte de ce qui se passe sur le disque (voir les flèches dans la planches 3). La on est sur des outils très professionnels. J'en suis très loin ! Idem pour les outils d'extraction de l'information polarimétrie (un peu plus simple). C'est génial à faire, mais il ne faut pas trop s'emballer.

Un truc important à faire avec ESP est d'évaluer le rendement de l'instrument pour voir si on ne fait pas fausse route avec (faut quant même pouvoir viser un minimum de cible !). Je te recommande de faire une étoile comme, alpha UMa, pour que l'on compare entre les divers spectro (eShel, VHIRES-MO, ...) pour voir où on ce situe. Si tu fait cette étoile avec ESP dit le moi, on pourra faire une bien utile comparaison (poses élémentaires de 600 secondes).

On peut aussi ce lancer dans l'observation de disque d'accrétion autour de certaines étoiles (Be, post-AGB, symbiotiques, ...) qui peuvent présenter une polarisation linéaire cette fois. Mais là encore, ce n'est pas simple car les taux de polarisation sont souvent faibles (1% ou moins). Il faut du flux ! Mais contrairement au magnétisme, on peut s'en doute travailler avec une résolution moins élevée. Dans la perspective de ce type d'observation, voici ma première tentative, qui est surement une première dans le monde amateur aussi ... la détection de la diffusion dans le nuages gazeux qui en entoure l'étoile 89 Her, en passe de devenir une nébuleuse planétaire :



Noter que la mesure est très bruité, alors que l'observation a durée dans les 6 heures en cumulé (!!!) (pour 4 positions du polariseur linéaire). C'est dur la polarisation !

Christian

[Olivier GARDE]

Ok pour faire un test sur Alpha Uma (V = 1,8, cela devrait le faire avec l'ESP ou mon record en magnitude est 5).
En ce qui concerne le rendement de l'ESP on l'avait calculé avec François et l'on avait trouvé qu'il avait un rendement meilleurs que l'eShel de 5%.

Faut juste que je fasse le polarimétre sur le même principe que celui que tu utilises....

[etienne bertrand]

Superbe ! C'est incroyable cette manip Bravo !

[Christian Buil]

How to use 3D movies glass for observe circular polarisation, and... stellar magnetic field!

Une façon simple de ce procurer des filtres sensibles à la polarisation circulaire... en allant voir un (bon) film de cinéma en 3D dans votre salle favorite et en gardant les lunettes avec vous à la sortie !

Voici une petite démo pour montrer que cela fonctionne. Dans l'ordre du sens de la lumière, on tiens une première paire de lunette à l'envers de l'emploie normal. Chacun des "verres" est alors source d'une polarisation circulaire, dans le sens droit pour l'un, dans le sens gauche pour l'autre. On a fabriqué ici un générateur de lumière polarisé circulaire.

On utilise ensuite une seconde paire comme analyseur de polarisation circulaire (ce que je fais au télescope). Suivant que l'on isole la polarisation circulaire droite ou gauche (oeil droit ou gauche) on bloque alors la polarisation venant du générateur suivant quelle est elle-même droite ou gauche. Voici la résultat en image :









Chacun des "verres" est constitué d'une lame polarisante (plastique) et d'une lame quart d'onde à -45° et + 45° suivant l'oeil. C'est très exactement le montage que j'ai employé pour mettre en évidence le champ magnétique de alpha CVn. Ces filtres se révèlent excellents et d'un coût dérisoire. Bref aller au cinéma, passer un bon moment, utiliser un bon spectro, et hop, vous êtes En Marche! pour la spectro-polarimétrie Et ca j'aime !

Christian B