Le plus spectaculaire rémanent de supernova observable depuis la Terre !
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| Traitement : |  |
| Intérêt SHO : |  |
| Popularité : | |
Nom : Dentelles du Cygne – NGC 6992 – NGC 6990 – NGC 6995 – NGC 6974 – NGC 6979 – IC 1340
Type : Rémanents de supernova
Distance : ~1400/1800 AL
Taille : 4° x 3°
Magnitude : 7
Meilleure période d’observation : Été
Les « Dentelles du Cygne » constituent le plus spectaculaire rémanent de supernova observable depuis la Terre.
Une supernova est une étoile très massive (plus de 8 masses solaires), qui termine sa vie de manière cataclysmique. Le noyau de l’étoile transforme l’ensemble des éléments à sa disposition (hydrogène, hélium, carbone, oxygène, silicium…) jusqu’à être exclusivement constitué de fer. Arrivé à ce stade d’extrême densité, le noyau s’effondre sur lui-même. Les couches externes font de même avant de « rebondir » sur le noyau et être expulsées violemment dans l’espace.
Dans leurs derniers instants, ces étoiles très massives fabriquent les éléments atomiques les plus lourds que l’on peut trouver dans la nature (or, uranium…) qui sont ensuite disséminés dans l’Univers par l’explosion et vont enrichir le milieu interstellaire et les nuages d’hydrogène qui, plus tard, donneront à leur tour naissance à d’autres étoiles et d’autres systèmes planétaires contenant ces composants indispensables à l’apparition de la vie. Par ailleurs, l’onde de choc intense qui est générée lors de l’explosion se propage dans le milieu interstellaire et favorise la perturbation des nuages de gaz, entraînant leur contraction et la naissance de nouvelles étoiles.
L’origine stellaire des éléments. Notez que la majorité des éléments au-delà du Fer trouvent leur origine dans les explosions de supernovae ou la coalescence d’étoiles à neutrons.
Vous avez sans doute déjà entendu dire que nous sommes des « poussières d’étoiles ». Sachez que cette expression n’est pas seulement très poétique, mais doit bien être comprise dans son sens le plus littéral ! Les atomes dont nous sommes constitués sont directement issus de ces événements cataclysmiques que sont la « mort » des étoiles. Seuls ces événements, impliquant une énergie colossale, peuvent donner naissance aux éléments chimiques les plus lourds et complexes.
Si les supernovae ne sont pas seules responsables de la création de tous ces éléments (les étoiles de plus faibles masse disséminent également des éléments en expulsant leur enveloppe lors de la phase de nébuleuse planétaire), elles sont en revanche les creusets privilégiés des éléments les plus lourds, schématiquement au-delà du fer. Des recherches récentes tendent cependant à démontrer que l’origine de certains éléments très lourds, comme l’Or ou le Plomb, doit plutôt être recherchée du côté des phénomènes de coalescence d’étoiles à neutrons, qui développent encore plus d’énergie que les supernovae !
L’énergie déployée lors de l’explosion d’une supernova est en effet sans commune mesure avec les autres phénomènes qu’il est possible d’observer dans l’Univers : il s’agit des événements parmi les plus énergétiques après le Big Bang lui-même. L’énergie déployée est si importante qu’une supernova peut, pendant quelques instants, rayonner plus d’énergie qu’une galaxie toute entière ! La supernova la plus lumineuse observée à ce jour, ASASSN-15lh découverte en 2016, a été estimée 570 milliards de fois plus lumineuse que le Soleil (une galaxie moyenne contient entre 100 et 200 milliards d’étoiles…).
Si l’on observe régulièrement de nombreuses supernovae dans des galaxies lointaines (qui constituent d’ailleurs d’excellentes « chandelles cosmiques » permettant d’affiner la mesure de la distance de ces galaxies), aucune supernova n’a cependant été observée dans notre galaxie depuis l’invention du télescope… La plus proche a été observée en 1987 dans le Grand Nuage de Magellan, l’une des petites galaxies satellite de notre Voie Lactée. Statistiquement, on estime que 3 supernovae devraient exploser chaque siècle dans notre galaxie. Aucune n’a cependant été observée depuis 1604… Deux supernovae semblent avoir explosé depuis, mais n’ont pas été observées depuis la Terre. Bien observée par Kepler, la supernova de 1604 suivait seulement 32 ans après celle observée par Tycho Brahe en 1572. Ces observations successives de nouvelles étoiles (« stella nova« ) avaient à l’époque permis de remettre en cause la doctrine Aristotélicienne d’immuabilité des cieux.
M1 – La nébuleuse du Crabe, photographiée par le télescope spatial Hubble (2016)
L’une des supernovae observées les plus connues est celle qui a explosé au matin du 4 juillet de l’an 1054.
Les astrologues chinois, notamment, ont laissé des comptes-rendus d’observation très précis qui ont permis aux astronomes modernes de reconstituer les principales caractéristiques de ce phénomène. Cette supernova a ainsi été visible en plein jour pendant 3 semaines puis est restée visible dans le ciel nocturne pendant presque 2 ans, avant de disparaître totalement.
Redécouverte par le chasseur de comètes français Charles Messier en 1758, qui lui a attribué la première place de son fameux catalogue – M1, la nébuleuse du Crabe – elle a depuis fait l’objet d’études constantes dans de nombreux domaines ; tant pour ce qui concerne la nébuleuse résiduelle de l’explosion, que pour l’objet central, un pulsar, qui n’a pour sa part été découvert qu’en 1968.
L’image ci-contre, réalisée par le télescope spatial Hubble, montre un luxe incroyable de détails dans la structure de l’enveloppe stellaire éjectée dans l’espace lors de l’explosion de la supernova SN 1054, il y a environ 1000 ans.
On peut presque ressentir « physiquement » la violence de l’explosion à la vue de ces filaments enchevêtrés de matière torturée…
Sa distance a depuis été estimée à environ 8000 années-lumière, donc relativement proche du système solaire.
Les « Dentelles du Cygne » sont quant à elles les résidus d’une supernova beaucoup plus ancienne, ayant explosé il y a environ 10 000 ans, mais bien plus près de la Terre, à environ 1400/1800 années-lumière ! La distance exacte de la nébuleuse est encore mal connue et difficile à estimer…
La proximité de la supernova, associée à la vitesse d’éjection de la matière et du temps écoulé depuis l’explosion, font aujourd’hui des « Dentelles » le plus vaste résidu de supernova observable depuis la Terre ; ceux-ci s’étalant sur une dizaine de degrés carrés ; l’équivalent d’une dizaine de pleines Lunes !
En raison de la durée de dispersion plus importante que pour la nébuleuse du Crabe, les résidus de la supernova ont perdu leur aspect compact et circulaire, pour se limiter à trois parties principales globalement réparties sur une sphère approximative :
L’observation directe de cette nébuleuse dans des jumelles ou un télescope est un pur moment d’émerveillement. En sachant que la supernova du Crabe, 6 fois plus éloignée, a été visible en plein jour pendant 3 semaines, et sachant que l’intensité de la luminosité varie en inverse du carré de la distance, on peut supposer que la supernova du Cygne a été 36 fois plus brillante que celle du Crabe ! Avec une magnitude apparente estimée de -7 pour la nébuleuse du Crabe, il faut donc imaginer pour la supernova du Cygne une étoile de magnitude -11 (rapport de 2,5 entre chaque degré de magnitude)… c’est à dire d’éclat comparable avec celle d’une pleine Lune, mais concentrée en un point !
On peut seulement se risquer à imaginer l’impact qu’a pu avoir, sur les hommes du néolithique, l’apparition d’un astre si brillant qu’il a pu donner l’impression pendant plusieurs semaines, voire plusieurs mois, d’un deuxième soleil dans le ciel… A cette époque, où les premières communautés humaines ont commencé à se sédentariser, développant également les arts figuratifs, il est possible d’imaginer qu’une telle apparition ait pu être interprétée comme un symbole mystique, voire comme l’expression d’une puissance surnaturelle, sinon « divine »…
Ma première image des « Dentelles » a été réalisée à l’été 2014, lors de mes premiers pas en astrophoto. Il s’agit de ma deuxième photo du ciel profond, après la nébuleuse America…
Elle a été réalisée avec une lunette apo 66/400 et un APN défiltré, sous un ciel relativement atteint par la pollution lumineuse (en Charente-Maritime). On constate que les Dentelles rentrent juste dans le champ.
Avec une focale réduite, il est difficile de mettre en valeur beaucoup de détails dans les structures des filaments. Par ailleurs, si les acquisitions étaient globalement bonnes, le traitement était encore très mal maîtrisé… L’aspect global des étoiles, la montée d’histogramme, les couleurs, l’aspect du fond de ciel : il n’y a pas grand chose de positif à conserver dans cette première version.
Je tenais cependant à la présenter ici, non pour elle-même, mais à titre de comparaison avec la version suivante réalisée un an plus tard, en 2015.
Comme pour la nébuleuse America, les progrès sont visibles sur cette deuxième version, tant dans le domaine de l’acquisition que du traitement.
Concernant l’acquisition, la réalisation des darks et des flats a été améliorée avec la pratique, ce qui permet d’obtenir après le pré-traitement une image beaucoup plus propre pour aborder plus sereinement le traitement lui-même.
Le changement d’optique pour la TSA102, accompagnée de son réducteur, apporte aussi une planéité de champ très appréciable sur ce type de cible, qui améliore grandement le résultat final.
Ce point était d’autant plus important que, compte-tenu de la focale plus importante, il était désormais impossible de faire rentrer l’ensemble des Dentelles dans le champ. J’ai donc réalisé une mosaïque sur 3 panneaux, avec pour chacun un temps réduit de 40 minutes. Il s’agissait de ma première mosaïque, et j’avais donc volontairement limité le temps de pose de chaque image car le but était plutôt de faire un essai sur ce traitement particulier. Sans garantie d’obtenir un résultat satisfaisant sur le seul « assemblage » des 3 panneaux, j’ai limité le temps au strict nécessaire pour réaliser l’exercice.
Malgré tout, le signal est mieux mis en valeur sur ces images de 40 minutes qu’avec les 1h40 de la première version. La qualité du ciel Corse, pour la seconde version, bien moins pollué qu’en Charente-Maritime, est aussi un facteur déterminant.
On voit la différence dans l’approche du traitement entre les 2 versions : celle de 2015 est nettement plus « propre », la réduction de bruit est mieux gérée, le fond de ciel est moins « noir », les nébulosités sont à la fois plus présentes et plus colorées, les étoiles ont un meilleur aspect et sont plus ponctuelles :
Au niveau technique, la mosaïque est plutôt réussie, mais n’est pas parfaite.
Les chevauchements entre les 3 images ne sont pas visibles, ce qui est une bonne chose. Mais les fonds de ciel de chacune des images ne sont pas parfaitement harmonisés, en particulier entre la Grande Dentelle et le Triangle de Pickering, ce qui nuit à l’esthétisme global de l’image finale.
La difficulté sur ce type de mosaïque est qu’une fois que de tels défauts sont constatés, il est souvent trop tard : il faut reprendre le traitement depuis le début. En effet, l’harmonisation du fond de ciel et du niveau de signal entre les différentes images doit être réalisé sous Pixinsight de préférence sur les versions linéaires des images (avec le process LinearFit). Une fois la montée d’histogramme réalisée, l’harmonisation est beaucoup plus difficile à réaliser de manière propre et invisible.
Matériel :
Takahashi TSA102 f/6
AZEQ6 via EQmod
Canon 1100D Astrodon (800iso)
Guidage : lunette-guide 9×50 et PLA-MX
Pixinsight
Acquisition :
Mosaïque de 3 images
3 x (8 x 300s)
Intégration totale : 2h
Date(s) de prise de vue : 15 août 2015
Matériel :
Apo 66/400
AZEQ6 via EQmod
Canon 1100D Astrodon (800iso)
Guidage : lunette-guide 9×50 et PLA-MX
Pixinsight
Acquisition :
20 x 300s
Intégration totale : 1h40
Date(s) de prise de vue : 21 août 2014
Exemple de cadrage avec un capteur full frame (24×36) et 400mm de focale.
Comme le montrent les deux images présentées ici, il est possible de réaliser un cliché de l’ensemble des Dentelles soit en une seule prise avec une focale réduite, soit au moyen d’une mosaïque avec une focale plus importante. L’idéal restant bien sûr de disposer d’un capteur plein format (24×36) !
Toutefois, même dans le cas d’une mosaïque, la focale utilisée ne doit pas être trop élevée, compte-tenu des grandes dimensions de chacune des parties des Dentelles. Il est en effet préférable de laisser un peu de marge autour des Dentelles afin de mieux les mettre en valeur dans l’image finale. On voit ici que même avec seulement 600mm de focale, les Dentelles rentrent tout juste dans le champ de la mosaïque… et pas totalement en réalité car il manque la partie basse du Triangle de Pickering !
Si, comme dans le cas de la version 2015, vous privilégiez une mosaïque avec peu de marge de manœuvre en terme de champ, je vous recommande de bien préparer votre session d’acquisition en vérifiant au préalable avec des logiciels de cartographie (tel que Carte du Ciel) que le positionnement et l’orientation retenus vous permettront bien intégrer l’ensemble des dentelles au final. Un exemple d’erreur peut être de définir le champ sur l’une des deux dentelles et de prévoir ensuite de simplement décaler en ascension droite : ce faisant, il y a un risque élevé que vous manquiez soit le triangle de Pickering, soit qu’une fois arrivé sur l’autre dentelle, vous constatiez un décalage important ne permettant pas un assemblage correct des tuiles !
Il faut donc trouver le meilleur compromis possible pour éviter de croper au final (ce qui sera le cas si vous décalez en ascension droite et en déclinaison entre chaque image sans avoir retenu une orientation de départ adaptée). Je vous recommande, dans le cas où la marge de manœuvre soit réduite, de privilégier une orientation de l’ensemble des Dentelles dans la grande diagonale du capteur, comme c’est le cas dans la version de 2015. Le plus simple est sans doute de commencer par cadrer la Petite Dentelle, en veillant à conserver la partie haute du triangle de Pickering dans le champ, puis de décaler ensuite vers la Grande Dentelle.
Veillez aussi à prévoir un chevauchement suffisant de vos différentes images afin de pouvoir correctement les aligner lors du traitement. Un chevauchement de 15% donne généralement de bons résultats.
Il est également possible de recourir à des logiciels gérant de manière assistée voire automatisée la prise de vue et le cadrage (comme par exemple l’outil EQMosaic de EQMod, SGP, TheSky, MaxPilot…), ce qui limite le risque d’erreur.
En cas de mosaïque, trois conseils supplémentaires :
Alors, au final, faut-il mieux faire une image unique ou une mosaïque ? 🙂
L’avantage de la mosaïque est de permettre la réalisation d’une image d’un champ comparable avec une meilleure définition. Il en résulte une image de dimension beaucoup plus importante qu’une image unitaire. Cependant, cet avantage est à relativiser, car en pratique il est rare d’afficher une image dans sa pleine résolution : le plus souvent l’image sera redimensionnée (volontairement par l’utilisateur ou automatiquement par le navigateur internet) à une taille compatible avec l’affichage de l’image en plein écran, ce qui prive alors la mosaïque d’une grande partie de son intérêt…
Les contraintes techniques qu’implique la réalisation d’une mosaïque (surtout si celle-ci s’étend sur plus de 2 panneaux) semblent assez rédhibitoires pour l’astrophotographe débutant, qui aura tout intérêt à privilégier un champ unique. L’astrophotographe confirmé se lancera avec plus de confiance dans l’aventure, mais seulement si le gain de résolution est réellement destiné à être mis en valeur au final et lors de la diffusion de l’image.
Le plus souvent, la réalisation d’une mosaïque résulte plus des contraintes liées au matériel à disposition, ne permettant pas la réalisation d’un champ unique : si votre matériel vous permet de saisir l’ensemble de l’objet dans une même image et dans de bonnes conditions (planéité de champ, absence d’aberrations en dehors de l’axe optique…), mon conseil est de privilégier cette solution beaucoup plus simple !
Sur cette cible, qui reste relativement lumineuse, il est possible d’utiliser un filtre anti-pollution ou UHC si le ciel n’est pas d’une qualité optimale. Attention toutefois dans ce cas à prévoir un temps de pose plus long.
Les Dentelles du Cygne constituent l’un des objets « star » du ciel d’été pour l’astrophotographe. Si elles restent visibles quasiment toute la nuit, il est malgré tout recommandé de privilégier un intervalle de temps proche de leur passage au méridien pour réaliser les acquisitions afin de gagner en détectivité et limiter les effets de la turbulence.
Il est bien sûr possible de ne photographier qu’une seule des parties des Dentelles avec une focale plus élevée, afin de révéler les détails magnifiques des torsades de matière. Je vous renvoie pour les conseils adaptés à ce cas de figure aux pages consacrées aux petites et grandes Dentelles !
Les Dentelles sont le plus souvent photographiées dans leur ensemble en RGB.
Il est cependant possible de privilégier une version en SHO, voire seulement en Ha, qui donnent toutes deux des résultats spectaculaires !
Sur le champ entier des Dentelles, l’une des difficultés est la très grande densité d’étoiles qui limite la visibilité des nébulosités. Il est donc recommandé d’appliquer un traitement spécifique aux étoiles afin de leur appliquer une réduction adaptée. Une réduction assez prononcée peut être réalisée, sous réserve de ne pas faire apparaître d’artefacts de traitement ou que l’aspect des étoiles les plus faibles ne soit affecté.
La comparaison entre les deux images présentées est ici assez éloquente, la version 2014 montrant les effets d’une réduction d’étoiles mal maîtrisée et trop prononcées, générant des artefacts sur les étoiles et entre les étoiles les plus faibles :
Une réduction d’étoile bien gérée permet également de tirer un peu plus les curseurs sur les nébulosités elles-mêmes, tout en protégeant les étoiles avec un masque d’étoiles adapté.
Il en résulte au final une meilleure mise en avant des nébulosités, et des étoiles plus fines et légèrement moins lumineuses, qui permettent une meilleure « lisibilité » de l’image.
Sur les parties les plus lumineuses des Dentelles, il est possible de réaliser des traitements permettant de rehausser les détails et le contraste. Vous pouvez même réaliser une légère déconvolution en début de traitement sur l’image linéaire, afin d’affiner les détails. Attention toutefois à l’impact d’un tel traitement sur l’aspect des étoiles, qui perdent en partie leur aspect naturel et gaussien.
Sur l’image en mode non-linéaire, après la montée d’histogramme, il est possible de réaliser des masques adaptés avec le process RangeSelection (et soustraction du masque d’étoiles avec PixelMath) pour appliquer des traitements localisés sur les nébulosités, notamment avec HDRMultiscaleTransform. Attention toutefois, l’utilisation de ce process entraîne une perte de dynamique plus ou moins prononcée selon le niveau de « layer » retenu. Si nécessaire, il est possible de mixer l’image de base (avant application du process) avec l’image traitée avec HDR afin de leur attribuer des coefficients différents, avec l’outil PixelMath.
Dans le cas d’une mosaïque, la principale difficulté est de réaliser un alignement optimal des différentes tuiles et d’obtenir pour chacune une dynamique et un niveau de fond de ciel homogène.
Avec Pixinsight, ces deux opérations sont largement simplifiées, par l’emploi des process suivants :
En outre, en cas de besoin, il est également possible de réaliser une carte synthétique d’étoiles avec l’utilisation du script « Image Plate Solver » et lu process « CatalogStarGenerator » ; cette carte servant ensuite de référence pour l’alignement des différentes images. Cette fonction s’avère particulièrement utile dans le cas d’une optique provoquant une distorsion suffisamment prononcée pour rendre l’alignement classique inopérant.
Ce serait avec un téléobjectif photo permettant de s’épargner la réalisation d’une mosaïque, couplé à une caméra CCD et l’utilisation du filtre Ha, afin de renforcer la luminance en RGB ou pour réaliser une image SHO en palette Hubble.
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