Quelle image pourrait être plus représentative de la richesse du ciel d’été que cette plongée abyssale dans la constellation du Cygne prise dans son ensemble ?
La richesse de cette constellation est tellement importante qu’il est toujours possible de dénicher, même dans les zones les moins fréquentées, de magnifiques et spectaculaires objets. En réalité, il est possible de pointer son instrument n’importe où au hasard dans cette région et de tomber sur au moins un objet intéressant ; sans compter la multitude d’objets qui restent à découvrir et dont certains astronomes amateurs se sont fait une spécialité, révélant des trésors restés cachés malgré la multitude d’images réalisées et les milliers d’heures de poses accumulées sur ces zones depuis des dizaines d’années par l’ensemble de la communauté !
La taille considérable de cette constellation a un revers : si les images des différents objets qu’elle renferme sont légion, il ne s’agit pour l’essentiel que de « bribes », de petites portions d’un ensemble beaucoup plus vaste que l’on peine souvent à appréhender.
L’image mise à l’honneur ce mois-ci, réalisée par Christophe Vergnes, permet de prendre toute la mesure de la richesse de cette zone et – surtout – de bien représenter que la multitude d’objets souvent imagés de manière séparée – et qui disposent de dénominations distinctes dans les différents catalogues – constituent en réalité, pour la plupart, des fragments d’une structure unitaire bien plus vaste.
Attention toutefois : de telles photographies ne permettent pas d’apprécier précisément les distances des différents objets visibles ! Il est donc important de classer la multitude d’objets visibles sur cette image en différentes catégories, selon leur distance réelle.
Tout d’abord, il convient de rappeler que la richesse de cette zone s’explique en partie par l’alignement de la constellation du Cygne avec la voie lactée (la bande lumineuse diffuse traversant le ciel, particulièrement bien visible pendant les nuits d’été) qui est notre propre galaxie vue par la tranche. Cet alignement avec le plan galactique (synonyme de plus grande densité d’objets) n’est toutefois pas la seule raison qui explique la richesse de la constellation du Cygne.
Celle-ci héberge en effet un immense nuage de gaz moléculaire, dénommé « complexe Cygnus-X », principalement composé d’hydrogène et abritant de nombreuses zones de formation d’étoiles (OB2 et OB9 en particulier), qui s’étend globalement le long de l’axe Deneb-Sadr-Eta Cygni.
Situé dans le bras d’Orion à environ 5000 années-lumière, ce complexe s’étend sur environ 700 années-lumière de long et contiendrait au total l’équivalent de plusieurs millions de masses solaires.
En plein plan de la Voie Lactée, ce complexe est situé derrière le « Grand Rift » du Cygne, une immense bande opaque constituée principalement de poussières et de dihydrogène, qui se prolonge dans l’Aigle puis jusque vers le centre de la galaxie dans la constellation du Sagittaire.
La présence de cette bande sombre qui s’étend sur plus de 1000 années-lumière rend difficile l’observation de ce complexe dans son ensemble en lumière visible ; c’est pourquoi l’étude de ce dernier repose principalement sur d’autres techniques moins affectées par la présence de ces poussières en avant-plan, telles que l’imagerie infrarouge ou les ondes radio.
De nombreuses études ont ainsi été réalisées sur ce complexe par le satellite spatial infrarouge Spitzer : avec plus de 800 régions HII, de nombreuses étoiles de Wolf-Rayet, 40 régions actives contenant des protoétoiles massives et environ 3000 associations OB recensées, il s’agit de l’une des régions de formation d’étoiles les plus actives de notre galaxie.
L’image ci-dessous présente un montage comparatif entre un détail de l’image de Christophe et l’image réalisée par le satellite Spitzer. Seule une petite fraction du complexe Cygnus-X est représentée (la région située entre Deneb et Sadr) et celle-ci est méconnaissable : les zones les plus brillantes en infrarouge ne sont pas les mêmes que celles en lumière visible, les étoiles les lumineuses changent… En réalité, les zones de création d’étoiles les plus actives sont majoritairement cachées par les bandes de poussières opaques du Grand Rift !
Le complexe Cygnus-X, observé en infrarouge par le satellite Spitzer, dévoile sa spectaculaire activité de création de nouvelles étoiles. Ces zones sont grandement ou totalement cachées en lumière visible, en raison notamment des poussières opaques en avant-plan (montage de l’image Spitzer (NASA/JPL) et d’un détail de l’image de Christophe Vergnes).
Le fait que les différentes structures du complexe fassent partie d’un seul et même ensemble permet de simplifier l’estimation de leurs distances : celles-ci sont globalement très similaires et comprises entre 4500 et 5000 années-lumière.
La grande majorité des structures visibles sur cette image se situent ainsi dans cet intervalle de distance : c’est le cas par exemple des nébulosités à proximité de l’étoile Sadr, des nébuleuses de la Tulipe (Sh2-101) et du Croissant (NGC 6888), des filaments dans la zone de LBN 331 ou encore de nébuleuses par émission associées à des zones radio (telles que Sh2-100)…
Certains objets, parmi les plus notables, ne font toutefois pas partie de cet ensemble géant : les célèbres nébuleuses NGC 7000 (America) et IC 5070 (Pélican), ainsi que les nébuleuses proches associées (Sh2-119), n’appartiennent pas au complexe Cygnus-X mais sont au moins 2 fois plus proches de nous, à environ 2200 années-lumière.
C’est le cas également des rémanents de supernova W63 (visible en bas à droite de l’image, à un peu moins de 5000 années-lumière) ou encore des « dentelles du Cygne« , visibles à gauche de l’image, beaucoup plus proches encore à environ 1500 années-lumière…
Il doit également être relevé qu’une incertitude demeure quant aux distances réelles de nombreux objets, par exemple la nébuleuse de l’Hélice (Simeis 57), dont le rattachement physique au complexe Cygnus-X est largement débattu et qui est probablement un peu plus éloignée que ce dernier ; de même que la nébulosité associée à l’étoile Wolf-Rayet WR134.
Pour réaliser une image de l’ensemble de la constellation du Cygne tout en conservant un niveau de détail satisfaisant, la seule méthode est de réaliser une mosaïque de plusieurs images, dont le nombre dépend de la focale de l’instrument et de la taille du capteur utilisés : il est plus simple dès lors de raisonner en terme d’échantillonnage et de champ photographique.
Le plus simple pour minimiser le nombre de « tuiles » (voire n’en faire qu’une seule) est d’utiliser un objectif photo à courte focale (par exemple 50mm) en association avec un capteur plein format. Dans ce cas, l’image présentera un très grand champ, mais sera très peu détaillée. A l’inverse, un capteur de taille standard (APS-C) sur une lunette de courte focale (par exemple 400mm) permettra d’accéder à de nombreux détails, mais une très grande quantité d’images seront nécessaires pour couvrir tout le champ…
Entre ces deux extrêmes, il existe diverses possibilités qui dépendent évidemment du matériel utilisé… et de la patience du photographe !
Il faut également tenir compte du but du projet : s’agit-il de réaliser uniquement une image grand champ avec les principaux objets (visibles en Ha avec un APN défiltré par exemple) – auquel cas un court temps de pose sera suffisant pour chaque image – ou d’en révéler le plus grand nombre, y compris les plus faiblement lumineux – auquel cas il faudra prévoir un long temps de pose, potentiellement avec différents filtres pour chaque image ?
C’est cette seconde option – de loin la plus ambitieuse – qui a été retenue par Christophe Vergnes : réaliser une mosaïque couvrant l’ensemble de la constellation du Cygne, tout en en révélant les différentes structures avec un bon niveau de détails et dans différentes longueurs d’onde, en particulier en Ha et en OIII.
Le setup utilisé par Christophe est parfaitement adapté à ce projet : un objectif photo de 135mm, très lumineux et de grande qualité afin de bénéficier d’un piqué sur l’ensemble du champ (essentiel pour assembler la mosaïque ensuite !), associé à une caméra CMOS disposant d’un grand capteur, particulièrement sensible et constituée de photosites suffisamment petits pour conserver un échantillonnage assez fin (6200MM), complété avec des filtres très restrictifs (Ha et OIII de 3,5 et 4,5nm) et des séries de poses en RGB pour équilibrer l’ensemble et la couleur des étoiles.
Les filtres sélectionnés sont particulièrement pertinents pour cette région du ciel, très riche en nébulosités Ha (le complexe Cygnus-X étant essentiellement constitué d’hydrogène) et OIII (en raison de la présence de nombreuses nébuleuses planétaires et de rémanents de supernova…).
Malgré le champ photographique important offert par la combinaison « 135mm-capteur full frame », pas moins de 8 tuiles ont été nécessaires pour réaliser cette image, avec pour chacune des séries de poses en Ha et en OIII avec l’objectif ouvert au maximum (f/1.8) pour collecter le plus de signal possible, complétées par des séries d’images R, G et B avec l’objectif fermé à f/10 pour garder des étoiles ponctuelles. Les acquisitions, qui totalisent 38h de pose, ont été étalées sur 13 nuits entre mai et juin 2023.
L’image finale est particulièrement impressionnante, du fait de la combinaison idéale entre le champ proposé (peu fréquent), la profondeur du signal, le niveau de détails obtenu et la dynamique d’ensemble, qui met particulièrement en valeur l’aspect torturé du complexe de nébuleuses qui s’étend sur cette région. Le traitement, parfaitement exécuté et misant ouvertement sur une palette de couleurs chaude et des contrastes accentués, confère à l’image un relief très marqué et un aspect dramatique indéniable.
La balade dans la « full » (7000 x 9915px et 93Mo sur AstroBin !), indispensable pour profiter pleinement de cette image, permet d’admirer une multitude d’objets différents : certains bien connus, d’autres beaucoup moins souvent photographiés. Au-delà de sa qualité intrinsèque, cette image peut donc constituer une « référence » pour tous les astrophotographes cherchant des idées d’objets ou de cadrages originaux dans cette constellation bien connue !
En quelques années, Christophe Vergnes s’est rapidement imposé comme l’un des meilleurs (et des plus prolifiques) astrophotographes français !
En effet, bien que fasciné depuis toujours par le ciel nocturne, Christophe ne s’est lancé dans l’astrophotographie que depuis l’été 2020, avec un setup performant (FSQ85-CEM70-ASI294MM) complété ou amélioré depuis avec différents instruments et caméras haut de gamme à même de satisfaire les exigences d’excellence qu’il s’est fixé dans cette discipline.
Membre de la « team » Stellae Orientis, Christophe publie régulièrement de magnifiques images, aux traitements très appliqués et avec des palettes de couleurs riches et subtiles.
Une visite de sa galerie Astrobin est indispensable pour découvrir (ou redécouvrir) certains beaux objets du ciel profonds superbement mis en valeur !
Date : du 19 mai au 11 juin 2023 (13 nuits)
Lieu : Ritzing (Moselle)
Optique : Sigma 135mm F1.8 DG HSM (Art)
Monture : SW AZ-EQ5 GT
Caméra : ZWO ASI 6200MM Pro
Filtres : Baader Ultra-narrowband Highspeed (f/2) – Optolong RGB
Echantillonnage : 5,76″/px
Ha : 476 x 120s (bin1)
OIII : 403 x 120s (bin1)
R : 360 x 30s (bin1)
G : 360 x 30s (bin1)
B : 360 x 30s (bin1)
Total : 38h18
Traitement : Siril, Pixinsight & Photoshop
Les Photons d’Or récompensent chaque mois une image particulièrement remarquable réalisée par un amateur… n’hésitez pas à proposer vos images !
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