La Time Box : Utilisation pour les datations d’occultations par les astéroïdes
Daniel Verilhac
Comme beaucoup d’entre nous j’ai rencontré l’astro lorsque j’étais gamin. (ie: Fabriquer un instrument avec un verre de lunette, comme décrit dans Science et Vie) Puis je m’y suis remis un peu plus grand.. D’abord en bricolant mes appareils et en observant dans mon coin, mais pas suffisant… Alors je me suis inscrit au DU de l’Observatoire de Paris et j’y ai découvert l’astro “+” à l’OHP lors d’un stage estival… J’y ai entendu parler des “spectroscopeurs” j’ai participé à quelques sessions et mis le doigt dans l’engrenage…. Je participe à quelques recherches “Pro-Am” surtout en photométrie. Je suis aussi coorganisateur de camps “AstroMaths” destinés à des jeunes issus de “milieux défavorisés” afin d’aider celles et ceux qui envisagent des études scientifiques.
Généralités
L’observation des occultations par les astéroïdes est un sport passionnant, il permet avec peu de moyens d’apporter sa pierre à la science. C’est un terrain de jeu excellent pour les amateurs car il permet avec de petits instruments à un coût relativement faible de participer à une ?uvre pro am collective. C’est de la photométrie où ce qui est important est la mesure de la quantité de lumière.
Les astéroïdes ce sont plusieurs centaines de milliers de « gros ou petits cailloux » qui orbitent pour la plupart entre Mars et Jupiter d’autres sont plus lointains, ceux que l’on nomme les transneptuniens, une bonne partie a été découverte par des amateurs, mais de nos jours c’est moins fréquent : les plus importants sont déjà répertoriés et les grands surveys automatisés laissent moins de chance de découverte (comme pour les comètes).
Il est aussi à noter que parmi les objets du ciel ce sont les seuls auquels le découvreur peut donner un nom de son choix en plus de leur numéro officiel.
Leur taille rend la plupart très peu lumineux, ils ne sont pas forcément faciles à imager et ce n’est au mieux qu’un point gris clair sur un fond gris foncé… Mais il leur arrive parfois de passer entre une étoile plus lumineuse et la Terre, lorsque l’alignement est pile alors l’étoile s’éteint pendant quelques secondes, et là ça devient très intéressant !!! Il suffit d’être sur la trajectoire de « l’ombre » pour faire une mesure qui ajoutée à celles des autres participants permet de savoir beaucoup de choses sur ces objets. L’union faisant la force comme dit le proverbe de nombreux amateurs observant le même objet peuvent alors obtenir des résultats assez géniaux !
Ce sont des mesures très précises, et penser que de son jardin (ou à la suite d’un déplacement) on peut avoir une précision de mesure de l’ordre de quelques centaines de mètres à 500 millions de km ça fait rêver ! (de manière imagée c’est l’épaisseur de 2 feuilles de papier vues à une cinquantaine de km!!!)
L’autre aspect sympa c’est que c’est une branche de l’astro où les amateurs ont une très grande importance, en effet les observatoires « professionnels » ne sont pas forcément sur la zone d’ombre et une seule mesure ne servirait que peu, à part savoir que ses éléments orbitaux sont corrects ou pas s’il n’est pas observé. Par contre plein d’amateurs répartis sur le passage permettent d’avoir des résultats excellents et de tracer un profil très précis, si on a lors de plusieurs occultations plusieurs « ombres chinoise » et en plus des courbes de lumière alors il est possible d’en faire un modèle 3D !!
Comment fait on ?
Tout d’abord il faut avoir des prédictions de passage, l’excellent Occult Watcher nous les procure avec les marges d’erreur, il suffit de donner ses coordonnées au logiciel et celui-ci renvoie les occultations possibles. Depuis que les données astrométriques du satellite Gaïa sont utilisées les prédictions se sont affinées et deviennent très précises.
Puis il faut filmer l’étoile autour de la prédiction et analyser ce que l’on a observé.
Ce qui est très important même si les images sont de qualité « médiocre » c’est la datation de l’événement, ainsi que la position de l’observateur c’est grâce à ces données qu’il sera possible de reconstituer la forme et les dimensions de l’objet, ou de savoir si l’observation a été négative que son orbite n’est pas bonne ou a été modifiée par exemple à cause de l’attraction de planètes.
Il arrive aussi que des surprises s’offrent aux observateurs : satellites, anneaux, des astéroïdes « jumeaux » ou la découverte d’une étoile double insoupçonnée… tout cela est dans la courbe de lumière !
Pour dater il existe plusieurs méthodes plus ou moins précises, mais il faut viser la milliseconde ce qui se fait très bien de nos jours avec le GPS
Pendant des années l’observation était réalisée avec des caméras analogiques (vidéo) telles que les Watec et la datation était incrustée sur l’image via une « boîte ». Il fallait faire des corrections, variables selon le temps de pose. D’autre part la cadence était de 25 images secondes au mieux et il fallait souvent « empiler » plusieurs images pour avoir un signal exploitable.
De nos jours l’apparition des caméras CMOS performantes sensibles et rapides ont permis un grand progrès. Mais la datation doit toujours être comprise dans les images.
Donc, il y a quelque temps j’ai décidé de me « moderniser » : une petite caméra CMOS et la Time Box : C’est carrément plus facile et efficace ! Et en plus c’est un budget « raisonnable »
Utiliser la TimeBox
L’utilisation de la TimeBox est très simple : elle met l’horloge de votre PC à l’heure GPS, Lorsque vous acquérez les images la date s’incruste en haut de l’image. En enregistrant au format .SER il n’y a plus aucun souci de traitement, le logiciel Tangra sait lire les dates et la courbe de lumière est faite très rapidement ! Occult 4 va ensuite traiter tout cela et il suffit de remplir le rapport d’observation et de l’envoyer sur le site « Euraster » On peut même demander au logiciel de le faire !!!
Courbe de l’occultation par l’astéroide (91) Aegina ©Daniel Verilhac
©Daniel Verilhac
Dans la boîte
Un mode d’emploi très clair donne toutes les explications pour la première utilisation. Il suffit de brancher La TimeBox : l’antenne GPS et le câble USB fournis dans la boîte et une alimentation 12V. Dire aussi au PC qu’il doit utiliser en priorité l’heure issue de la TimeBox pour son horloge. Il faut aussi installer le logiciel Arduino et celui de la TimeBox (la TimeBox est basée sur une carte Arduino). Mais ça on ne le fait qu’une seule fois
Et c’est tout !!! Ensuite il suffira de cliquer sur l’icône Time Box pour lancer !
Lorsque l’on démarre une nouvelle observation forcément l’horloge du PC a dérivé… lorsqu’on lance TimeBox et après qu’elle ait repéré quelques satellites, le panneau indiquera la position et l’heure. Une autre ligne indiquera l’heure du PC et l’heure UT du GPS ainsi que la différence des deux. Assez rapidement cette différence devient inférieure à la milliseconde. On peut alors préparer l’observation. Tout cela n’a pris que quelques minutes !
La Time Box a aussi pas mal d’avantages par rapport aux autres systèmes : elle peut être utilisée avec tous les capteurs digitaux, on peut donc utiliser différentes caméras sans être « captif » d’un système dédié et tout intégré. Elle peut aussi être utilisée avec différents modes dont la commande d’un trigger pour certaines caméras ou avec une led (où la précision est encore accrue) La sortie trigger en 3 6 ou 9 V peut d’ailleurs servir à d’autres applications comme par exemple le chronométrage ou une base de temps très stable et précise.
Résumé
J’observais les occultations depuis quelques années, j’avais un peu délaissé cette occupation au profit d’autres mais là ça me redonne envie ! Facilité d’utilisation et de traitement, système non captif et pouvant être utilisé avec différents matériels de manière très facile et efficace sans avoir à modifier tout un setup (il suffit de rajouter la TimeBox à son PC pour avoir un système de datation). Cet outil peut aussi être utilisé à d’autres fins que l’observation d’occultations, en fait tout ce qui a besoin d’une date.
Une petite boîte mais un grand progrès pour qui veut se lancer sans souci et sans trop dépenser dans l’observation des occultations !