Étude de la nébuleuse d’Orion (M42) Résumé du projet d'observation de M42 A. Roussel & G. St-Onge, 2009 CDADFS / SAM

1) Abstract Ce projet est une série d'observations de la nébuleuse Messier 42 effectuées dans plusieurs domaines, soit en lumière visible et en proche IR, ainsi qu'en domaine d'émission de l'Hydrogène alpha et éventuellement en domaines [OIII] et en [SII]1. Ces observations effectuées le plus souvent possible dans la saison de visibilité pourront permettre un survey de M42 serré sur de très courtes périodes en lumière proche IR (filtre i) et dans des domaines où la lumière y est émise par l'Hydrogène à ~ 656nm, par les [SII] à ~ 671nm et ~ 673nm et par les [OIII] à ~ 496nm et ~500nm.

Ces observations (2008) nous permettent de produire des cartes.

Ces observations permettront de déterminer quelles sources présentes dans Messier 42 ou dans son environnement sont détectables dans chacun de ces domaines. Ceci permettra de dresser des cartes de cette région dans ces domaines particuliers. En plus, on pourra peutêtre déterminer de quelle façon se comportent les sources détectées pour chacun de ces domaines, les sources qui varient en intensité varient-elles uniformément d'un domaine d'émission à l'autre, y a t-il une corrélation entre la luminosité en lumière visible, en lumière proche IR (continuum) et entre les domaines d'émission ?

Section 1 :

- Une carte des étoiles (sources) les plus intenses en rouge (domaine continuum proche IR). - Une carte des étoiles (sources) les plus intenses en domaine de l'émission de l'Hydrogène alpha. - L'imagerie différentielle est utilisée pour la réduction de certaines images. Résumé du document :

1) L’imagerie de Messier 42 (NGC1976) en filtres "B,V et i" et "Ha et i" 2008 Section 2 : 2) Des images de M42 faites en 2006 filtres "Ha et i" Section 3 : Images de M42 à plus haute résolution filtre "Ha et i" Section 4 : Des variations détectées dans Messier 42

Déjà nos observations de 2008 en domaine b, Section 5 : v, i et Ha permettent de dresser des cartes d'identification des sources en émission Ha et Les références + les instruments des sources les plus rouges dans le champ de l'image de M42. Section 1 : 1) L’imagerie de Messier 42 (NGC1976) en filtres "B,V et i" et "Ha et i" 2008 ,

A. Roussel & G. St-Onge, 2009

Résumé du projet d'observation de M42

1

1a) Carte des étoiles les plus intenses en rouge

Image1 : Image combinée avec 3 filtres soit b, v et I Étoile #2208 très rouge (voir carte #1).

La carte #1 indique les positions de trois sources d’intérêt. L’intensité en filtre "i" ~ proche Infra rouge de la source 2208 Étoile #2200 dont la brillance ne correspond pas est dominante. La source 2200 est beaucoup moins intense que suggéré sur la carte #1, en filtre "i" on détecte deux avec les cartes du ciel (voir carte #1). sources de faible intensité sur l’axe nord/sud, la source 2200 semble être la source la plus au nord. On signale aussi la source 1925 qui semble être aussi assez rouge (TS / M0). Le domaine de transmission du filtre "i" est en ~ proche IR, il s’agit d’une bande de détection qui s’étend de ~ 725nm à ~ 1000nm. Un domaine où il n’y a pas de raies d’émission dominantes, on peut alors parler d’un filtre qui présente un continuum proche IR. 1c) Image en filtre "i" M42 dans une lumière du continuum proche IR

1b) Carte #1 Provenance de la carte et des datas des étoiles 2208 et 2200 et 1925 (site WEBDA)

,

A. Roussel & G. St-Onge, 2009

Résumé du projet d'observation de M42

2

1d) Image en filtre "Ha"

1f) Au télescope de type Newton de 6 pouces, Image Ha + i.

M42 dans une lumière de l’émission de l’Hydrogène alpha

Une image qui montre Messier 42 en lumière de l’émission de l’Hydrogène alpha et en lumière du filtre "i". On peut y détecter beaucoup d’étoiles qui arrivent à traverser les nébulosités grâce au filtre "i" proche IR (en bleu et vert sur l’image). Le domaine Ha nous présente lui certaines des régions plus actives de la nébuleuse (en rouge sur l’image).

Les images en domaine Ha (Hydrogène alpha) nous montrent la signature de l’émission de l’hydrogène à ~656nm, on y détecte donc des régions actives de la nébuleuse, comme des chocs entre les matériaux qui se déplacent à grande vélocité dans la nébuleuse, des régions ionisées par la lumière UV d’étoiles jeunes et chaudes, etc. Certaines étoiles présentent aussi 2) Les images "Ha et i" de 2006 de l’émission Ha, qui peut être reliée à des étoiles jeunes, (des éjections bipolaires et des nœuds Voici 3 images qui ont été faites le 22 octobre 2006 au peuvent y être détectés en Ha)... foyer d’une lunette Vixen 102mm ED F/6.5 1e) Imagerie différentielle en émission des sources Ha.

Au télescope courte focale de 15 cm newton, la résolution nous permet de voir les sources intenses en domaine Ha même proche de certaines étoiles.

,

A. Roussel & G. St-Onge, 2009

Une image en filtre i (continuum proche IR)

Résumé du projet d'observation de M42

3

3) Images de M42 à plus haute résolution filtre "i et Ha" 3a) Image au C8 filtre I

Une image en Ha

Image C8 filtre "I" Cette image en lumière proche IR dévoile un grand nombre d’étoiles dans le cœur de la nébuleuse, en lumière visible ces étoiles sont perdues dans les gaz dominants de cette région. 3b) Régions intenses en domaine de l’émission "Ha"

Le 22 octobre 2006

Une image réduite Ha-i

Au C8 en domaine Ha, on voit bien des bulles de gaz Ces images ont été prises dans un bon ciel, juste à l’extérieur du grand choc au sud-est du cœur elles peuvent servir à comparer l’aspect des de la nébuleuse, même à l’intérieur du trapèze on régions qui nous intéressent de 2006 et de peut détecter quelques sources particulières à ce 2008. domaine. L’image Ha-i nous présente une belle vue d’ensemble des grandes régions détectées en en domaine Ha.

,

A. Roussel & G. St-Onge, 2009

Résumé du projet d'observation de M42

4

3d) Au télescope C8, image Ha + i

Au C8 en domaine Ha

3c)

Ha – I = Ha dominant

Ha + i au C8 à F/10

Cette image Ha-I nous permet de voir les sources et les régions plus étendues de la nébuleuse qui émettent de la lumière en domaine de l’Hydrogène alpha.

,

A. Roussel & G. St-Onge, 2009

Ces images permettent de surimposer les sources stellaires les plus rouges sur la nébuleuse de gaz détectée en domaine de l’émission de l’Hydrogène alpha.

Résumé du projet d'observation de M42

5

4) Les variations détectées 4a) Identification des variations. Plusieurs variations d’intensités lumineuses ont été vues par la méthode de « blinking ». Ces variations semblent être des étoiles, notées par un numéro provenant du catalogue de Parenago. Les étoiles variables certaines sont mentionnées sur les trois cartes qui suivent.

Variation de l’étoile #1927. Ces images ont été prises avec le filtre "i".

2 novembre 2008 à 8h57 UT.

31 décembre2008 à 4h19 UT.

15 février 2009 à 2h37 UT.

21 mars 2009 à 1h19 UT.

27 mars 2009 à ?

,

A. Roussel & G. St-Onge, 2009

Résumé du projet d'observation de M42

6

Voici l’étoile notée #1927 sur la carte (images de

Cette fois, le filtre "v" a été utilisé

droite)

2 novembre 2008 à 6h47 UT.

31 décembre 2008 à 3h28 UT.

Tableau des mesures des étoiles. Étoile 1927 : Tableaux de l’étoile 1927

Étoile 1927 Date en UT

,

Coordonnées

Ciel

1927- ciel

Asc.Droite

adu

adu

Décl.

Signal/Bruit

1927-É1

É2-É1

mag

mag

2 novembre 2008

05 35 18.6 -05 23 14.0

10027

93363

157.19

-1.43±0.01

0.61±0.02

Étoile étalon 1

05 33 13.0 -05 28 53.8

1198

24614

109.25

-----

-----

Étoile étalon 2

05 35 05.4 -05 27 17.1

1207

14063

67.65

-----

-----

31 décembre 2008

-----

-----

-----

-----

-----

-----

15 février 2009

-----

-----

-----

-----

-----

-----

21 mars 2009

05 35 18.6 -05 23 14.6

9013

47758

90.17

-0.99±0.02

0.72±0.03

Étoile étalon 1

05 33 13.0 -05 28 53.8

1440

18774

79.55

-----

-----

Étoile étalon 2

05 35 05.4 -05 27 17.1

1453

9691

44.63

-----

-----

A. Roussel & G. St-Onge, 2009

Résumé du projet d'observation de M42

7

4b) Les objets mesurés.

Mesures sur des objets non stellaires de l’image C8 "Ha" avec Aladin.

Image du 27 mars 2009 en domaine Ha du C8. Nom temporaire

Asc.Droite

Déclinaison Dimension

Notes

GA01

05 35 22,6

-5 25 18,7

8"x5,5"

Allongé dans le sens est-ouest

GA02

05 35 24,4

-5 24 39,6

4,4"

Rond à légèrement étiré

GA03

05 35 25,8

-5 24 14,2

-

Rond

GA04

05 35 22,2

-5 25 02,6

9,8"x3,6"

Allongé dans le sens nord-sud avec un crochet vers l'ouest au nord de l'objet.

GA05

05 35 18,6

-5 22 41,2

-

À surveiller

4c) Les coordonnées des étoiles mentionnées.

,

Étoile

RA(2000)

Dec(2000)

Mag. V

Mag. V-I

Type spectral

1684

5h35 00.11

-05°30 01.9

12.81

1.11

K6

1703

5h35 02.38

-05°15 47.98

13.99

2.66

K3

1809

5h35 12.216

-05°30 32.93

15.36

2.11

M0.5

1819

5h35 13.80

-05°22 07.1

14.44

2.14

K2e

1869

5h35 15.95

-05°23 49.9

13.79

2.34

G5

1870

5h35 16.00

-05°23 53.0

14.49

2.17

F2-F9e

1925

5h35 18.38

-05°22 37.5

13.38

2.06

M0

1927

5h35 18.67

-05°23 14.0

10.16

2.12

K2-K5e

2046

5h35 28.21

-05°24 58.1

15.36

1.38

K6-K8e

2100

5h33 04.98

-05°33 03.3

11.77

1.42

F9 IV-V

2111

5h33 07.68

-05°23 19.3

14.08

1.62

K4

2200

5h35 45.377

-05°28 10.88

13.37

4.17

M1e

2208

5h33 19.340*

-05°19 47.97*

15.70

2.35

K3-M0 I

A. Roussel & G. St-Onge, 2009

Résumé du projet d'observation de M42

Autre nom

Notes

GCVS V403 ORI

AM ORI

B-V:+0.88

8

5018

5h34 31.68

-05°28 26.8

14.08

2.66

M2

5235

5h35 03.57

-05°29 26.2

16.18

2.49

5265

5h35 05.37

-05°24 10.7

16.99

2.69

M0

5277

5h35 05.62

-05°29 22.3

17.68

2.26

M0.5

5278

5h35 05.73

-05°24 18.5

15.60

1.94

K2-K7e

5470

5h35 15.31

-05°22 16.5

15.17

3.63

K3-K5

5830

5h35 28.37

-05°25 03.3

15.36

2.36

M4

GCVS V1288 ORI

Note : *(1950) Tableaux des étoiles qui présentent des variations d’intensité lumineuse. Date en UT

Coordonnées

Étoile-ciel

Asc.Droite

adu

Décl.

2 novembre 2008

Étoile 1684

05 35 00.1 -05 23 01.9

59430

31 décembre 2008

Étoile 1684

05 35 00.0 -05 23 02.7

12938

15 février 2009

Étoile 1684

05 35 00.0 -05 23 01.1

43494

21 mars 2009

Étoile 1684

05 35 00.0 -05 23 01.4

42184

2 novembre 2008

Étoile étalon 1

05 33 13.0 -05 28 53.8

25934

Étoile étalon 2

05 35 05.4 -05 27 17.1

15195

31 décembre 2008

Étoile étalon 1

05 33 13.0 -05 28 53.8

9108

Étoile étalon 2

05 35 05.4 -05 27 17.1

5301

15 février 2009

Étoile étalon 1

05 33 13.0 -05 28 53.8

26010

Étoile étalon 2

05 35 05.4 -05 27 17.1

16132

Étoile étalon 1

05 33 13.0 -05 28 53.8

19502

Étoile étalon 2

05 35 05.4 -05 27 17.1

10576

21 mars 2009

,

Nom de l'étoile

A. Roussel & G. St-Onge, 2009

Résumé du projet d'observation de M42

9

Date en UT

Coordonnées

Étoile-ciel

Asc.Droite

adu

Décl.

2 novembre 2008

Étoile 1809

05 35 12.1 -05 30 32.5

1780

31 décembre 2008

Étoile 1809

05 35 12.1 -05 30 31.4

3566

15 février 2009

Étoile 1809

05 35 12.1 -05 30 31.1

1578

21 mars 2009

Étoile 1809

05 35 12.2 -05 30 31.8

5638

2 novembre 2008

Étoile 2175

05 35 42.5 -05 27 33.2

11119

31 décembre 2008

Étoile 2175

05 35 42.3 -05 27 31.3

4941

15 février 2009

Étoile 2175

05 35 42.4 -05 27 31.2

18879

21 mars 2009

Étoile 2175

05 35 42.4 -05 27 31.5

11278

2 novembre 2008

Étoile 5018

05 34 31.7 -05 28 26.6

2121

31 décembre 2008

Étoile 5018

05 34 31.7 -05 28 25.2

929

15 février 2009

Étoile 5018

-----

732

21 mars 2009

Étoile 5018

05 34 31.6 -05 28 25.5

2664

2 novembre 2008

Étoile 3609

05 34 26.2 -05 26 30.5

10636

31 décembre 2008

Étoile 3609

05 34 26.1 -05 26 29.8

4972

15 février 2009

Étoile 3609

05 34 26.1 -05 26 29.8

12652

21 mars 2009

Étoile 3609

05 34 26.0 -05 26 28.9

8399

2 novembre 2008

Étoile étalon 1

05 33 13.0 -05 28 53.8

24614

Étoile étalon 2

05 35 05.4 -05 27 17.1

14063

Étoile étalon 1

05 33 13.0 -05 28 53.8

9203

Étoile étalon 2

05 35 05.4 -05 27 17.1

4877

15 février 2009

Étoile étalon 1

05 33 13.0 -05 28 53.8

24922

Étoile étalon 2

05 35 05.4 -05 27 17.1

13707

21 mars 2009

Étoile étalon 1

05 33 13.0 -05 28 53.8

18774

Étoile étalon 2

05 35 05.4 -05 27 17.1

9691

31 décembre 2008

,

Nom de l'étoile

A. Roussel & G. St-Onge, 2009

Résumé du projet d'observation de M42

10

Date en UT

Nom de l'étoile

Coordonnées

Étoile-ciel

Asc.Droite

adu

Décl.

1nov2008-30s-i

Étoile 1703

05 35 02.3 -05 15 46.4

11223

14fev2009-30s-i

Étoile 1703

05 35 02.3 -05 15 46.7

8239

20mar2009-30s-i

Étoile 1703

05 35 02.3 -05 15 46.4

12868

1nov2008-30s-i

Étoile 2111

05 35 35.2 -05 21 25.3

4293

14fev2009-30s-i

Étoile 2111

05 35 35.2 -05 21 25.4

5655

20mar2009-30s-i

Étoile 2111

05 35 35.3 -05 21 25.8

3721

1nov2008-30s-i

Étoile 2144

05 35 38.8 -05 12 40.7

2123

14fev2009-30s-i

Étoile 2144

05 35 38.8 -05 12 40.7

2119

20mar2009-30s-i

Étoile 2144

05 35 38.8 -05 12 40.7

2806

1nov2008-30s-i

Étoile étalon 3

05 33 19.8 -05 18 49.3

16576

Étoile étalon 4

05 35 31.3 -05 18 56.0

4835

Étoile étalon 3

05 33 19.8 -05 18 49.3

15578

Étoile étalon 4

05 35 31.3 -05 18 56.0

5141

Étoile étalon 3

05 33 19.8 -05 18 49.3

14510

Étoile étalon 4

05 35 31.3 -05 18 56.0

4233

14fev2009-30s-i

20mar2009-30s-i

5) Les références . -

Logiciel AIP4WIN Version 2.1.8 Richard Berry et James Burnell , Astronomical Image Processing for Windows, Published by Willmann-Bell, Inc.

- Logiciel AIP4WIN Version 2.3.0 Richard Berry et James Burnell , Astronomical Image Processing for Windows, Published by Willmann-Bell, Inc. - Logiciel Aladin Auteurs : Pierre Fernique, Thomas Boch, François Bonnarel et A. Schaaff, Logiciel : Aladin version 5.018, 2008, Développement et maintien par le Centre de Données Astronomiques de Strasbourg (CDS) - Logiciel PriSM Logiciel : PRiSM version 6.1.2 , 2006 Programmation et copyrights : C.Cavadore, B.Gaillard, R.Behrend, distribué par : AXILONE - Logiciel PriSM Logiciel : PRiSM version 3.0.1 , 1998 Programmation et copyrights : C.Cavadore, B.Gaillard, R.Behrend, distribué par : AXILONE - Logiciel GSC, GSC : V 2.01 – Script V2.60 "Guide Stars Catalogue"

,

A. Roussel & G. St-Onge, 2009

Résumé du projet d'observation de M42

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- Site WEBDA page for open cluster Orion Nebula Cluster http://www.univie.ac.at/webda/cgi-bin/ocl_page.cgi?dirname=ngc1976 From cluster chart (plotted) http://www.univie.ac.at/webda/cgi-bin/chart_frame.cgi?ngc1976 - Un portrait de M42 La nébuleuse de Orion Par G. St-Onge & L. Morin CDADFS (Club d'Astronomie de Dorval) et la SAM Janvier 2003 http://astrosurf.com//stog/Travaux-Recherches-%c9tudes/xm42_photom%e9trie/xm42_photometrie_1/xm42.htm

5a) Les instruments utilisés Certaines images CCD ont été effectuées à l'aide d'une lunette de 102mm ED F6.5 de Vixen et d'une caméra CCD SBIG ST7XEI. D’autres images CCD ont été effectuées au foyer d’un SC Celestron de 200mm F/10 Des images CCD ont été effectuées au foyer d’un Newton 150mm F5 de Celestron et d’une caméra CCD SBIG ST402XE. - Le détecteur: SBIG ST7 XEI, échantillonnage des images au CCD ST7 = Taille des pixels = 9 microns X 9 microns, Surface = 6.9 mm X 4.6 mm - Le détecteur: SBIG ST402XE, échantillonnage des images au CCD ST402 = Taille des pixels = 9 microns X 9 microns, Surface = 6.9 mm X 4.6 mm

5b) Les filtres disponibles : Filtres Transmission %

Filtres Transmission %

Filtres Transmission %

Ha Murnaghan

= 59,6 %

b Schuler = ~ 76 %

b Scientific = ~ 76 %

Ha

Schuler

= ~ 90 %

v Schuler = ~ 87 %

v Scientific = ~ 87 %

[SII] Schuler

= ~ 89%

r Schuler = ~ 78 %

i Scientific = ~ 78 %

[OIII] Schuler

= ~ 80%

i Schuler = ~ 78 %

Prises d’images futures. Prendre des images avec le filtre i dans de très courtes poses (1s ou moins) pour diminuer la taille apparente des étoiles. Prendre des images avec le filtre r. Un suivi se poursuit en 2009/2010 pour améliorer nos datas.

,

A. Roussel & G. St-Onge, 2009

Résumé du projet d'observation de M42

12

Compléments 1

: Selon Kirchhoff

# Spectre continu : La matière des objets célestes (les étoiles sont des gaz sous pression élevée) peut montrer un spectre continu de toutes les longueurs d'onde, si aucun obstacle n'altère les photons entre la source et le détecteur. # Spectre d'émission : Un gaz incandescent sous faible pression émet un spectre de raies d'émission (raies lumineuses) observables à certaines longueurs d'onde qui correspondent aux propriétés de la nature du gaz. # Spectre d'absorption : Une source émettant un spectre continu dont les photons sont absorbés en traversant un gaz à faible pression (plus froid) laisse voir des raies sombres dans son spectre. Ces raies correspondent aux longueurs d'onde spécifiques aux propriétés du gaz absorbant. Comme une empreinte digitale correspond à une personne spécifique. (a) Continuum : Spectre continu (des objets célestes). Des régions du spectre électromagnétique qui ne contiennent pas de raies d'émission ... (b) Ha : Région du spectre électromagnétique correspondant aux sources d'émission de l'Hydrogène alpha, observée dans la lumière des objets célestes à 656.3nm. Bien sûr il faut tenir compte du décalage spectral de l'objet observé (Dl/l = Vr/c). Pour s'assurer que la source d'émission désirée provenant de l'objet soit bien dans la fenêtre de transmission du filtre utilisé. Des mécanismes qui peuvent créer de l'émission dans des nébuleuses… (c) La photo ionisation et la recombinaison : Des étoiles très chaudes type spectral " O " qui émettent beaucoup de photons UV dans une nébuleuse principalement d'hydrogène. Cette lumière très énergétique ionise la matière de la nébuleuse. On en détecte des raies d'émission, dans les régions du spectre spécifique à l'hydrogène. Comme l'hydrogène alpha est plus rouge que les autres émissions de l'hydrogène dans le visible, il est plus facile à détecter. Son signal traverse plus facilement les matières denses des nébuleuses et celles du milieu interstellaire. Il est parfois préférable d'observer en Ha un objet enfoui dans des régions denses, même si celui-ci a des émissions plus importantes dans d'autres domaines plus bleus. Exemple en [OIII] à 495,9nm et en [OIII] à 500,7nm qui émettent autant et même plus que le Ha à 656,3nm, dans certaines nébuleuses, mais leur signal est plus facilement absorbé par le milieu dense de la nébuleuse que le Ha. (d) L'excitation des raies interdites :- Les conditions physiques dans certaines nébuleuses permettent aux électrons d'effectuer des transitions à des niveaux métastables. Les électrons à ces niveaux sont très fragiles, le moindre choc projette l'électron hors de cet état. Il s'agit de conditions inaccessibles sur terre. - Il faut une atmosphère raréfiée, où il n'y a presque pas de chocs entre les éléments. L'électron sur un niveau métastable redescend spontanément au niveau fondamental; il émet alors une raie interdite dont la signature correspond à certains éléments, qui sont notés entre deux crochets dans les tableaux. Un exemple : [OIII] Oxygène à 4959A et [OIII] Oxygène à 5007A, un oxygène abondant, dans les nébuleuses planétaires particulièrement. (e) Fluorescence :- Dans certaines nébuleuses, les atomes de celles-ci absorbent des photons UV (Ultra Violet), puis ils les réémettent dans le domaine du visible. Ce mécanisme peut être moins important que la photo ionisation et l'excitation des raies interdites.

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A. Roussel & G. St-Onge, 2009

Résumé du projet d'observation de M42

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