Résumé L’objet M83 a été la première galaxie découverte au-delà de l’amas local et la 3e galaxie découverte de l’histoire, après M31 et M33. En effet, bien que M83 ait été observée pour la première fois en 1752 par […]
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Nom : M83 – NGC 5236
Type : Galaxie spirale
Distance : 10/15 millions AL
Taille : 13′ x 11,5′ (120 000 AL)
Magnitude : 7,5
Meilleure période d’observation : Printemps
M83 a été la première galaxie découverte au-delà de l’amas local et la 3e galaxie découverte de l’histoire, après M31 et M33. En effet, bien que M83 ait été observée pour la première fois en 1752 par Nicolas-Louis de Lacaille alors que M33 n’a été officiellement ajoutée par Charles Messier à son catalogue qu’en 1764, il est certain que M33 – visible à l’œil nu sous un bon ciel – avait déjà été observée bien auparavant, par les astronomes perses notamment.
Messier ne l’intégrera à son célèbre catalogue que bien plus tard, en 1781, en raison du fait que cette galaxie est particulièrement difficile à observer depuis nos latitudes, avec ses -30° de déclinaison (coordonnées équatoriales) ! Restant très basse sur l’horizon, sa luminosité est également fortement diminuée par l’atmosphère ; ce qui conduira les premiers observateurs européens à largement sous-estimer sa magnitude.
En réalité, M83 est sans conteste l’une des plus belles galaxies du ciel, en particulier avec un instrument d’optique… et encore plus depuis l’hémisphère austral !
Légèrement plus grande que notre Voie Lactée (120 000 AL de diamètre) et visible de pleine face, ses bras spiraux sont parfaitement lisibles et dévoilent une grande quantité de détails et de structures en leur sein : nébuleuses par émission, amas d’étoiles bleues, bandes de poussières… Les détails sont bien visibles depuis le noyau jusqu’en périphérie de la galaxie, ce qui est reste assez inhabituel parmi les galaxies les plus visibles du catalogue Messier (où ceux-ci s’estompent généralement à mesure que l’on s’éloigne du centre).
La galaxie présente cependant bien un halo externe beaucoup plus ténu (légèrement visible sur l’image présentée ici) mais qui reste très difficile à bien mettre en évidence même avec un long temps de pose…
M83 observée par le télescope spatial Hubble en 2014 : bien que mise en avant dans la publication officielle, la présence d’une « barre » centrale ne saute pas aux yeux…
Malgré cette bonne visibilité et un angle parfait pour apprécier sa physionomie, une incertitude demeure quant à la présence d’une barre centrale : certaines études tendent à démontrer la présence d’une telle structure (notamment les observations réalisées avec le télescope spatial Hubble ; image ci-contre), tandis que d’autres classent cette galaxie comme une simple spirale intermédiaire non barrée.
Sa distance demeure également assez énigmatique et sujette à débats : initialement estimée à environ 25 millions d’années-lumière, celle-ci est progressivement descendue à 15 voire à 10 millions d’années-lumière.
En effet, selon certains astronomes, la distance largement acceptée de 15 millions AL, basée sur la mesure de la vitesse de récession et l’application de la loi de Hubble-Lemaître, est largement faussée car ne prenant pas en compte la perturbation due à l’amas galactique de la Vierge (« flux virgocentrique« ).
En outre, la distance de 10 millions d’années-lumière reste compatible avec la séparation observée des étoiles les plus brillantes au sein de la galaxie…
La région active de sursaut de formation d’étoiles au cœur du noyau de M83, observée par le VLT : ce sont en réalité des centaines d’étoiles nouvellement créées qui sont ainsi observées…
Comme pour la grande majorité des galaxies spirales, on observe des différences de couleurs importantes dans les différentes régions, synonymes de populations stellaires très différentes : des étoiles âgées et plutôt rouges dans la zone du bulbe, tandis que les ondes de choc dans les bras spiraux génèrent l’apparition de nombreuses étoiles massives, jeunes et bleues au sein de ces derniers.
Une petite région très active de « sursaut » de formation d’étoiles a cependant été identifiée au sein même du noyau (image ci-contre), probablement alimentée par la présence du trou noir supermassif à proximité.
Mais ce qui frappe immédiatement en observant cette galaxie, c’est le très grand nombre et la grande densité des régions HII, les nébuleuses par émission reconnaissables à leur couleur rouge caractéristique.
Celles-ci parsèment l’ensemble du disque galactique et soulignent plus particulièrement les structures des bras spiraux… à tel point que M83 est parfois surnommée la « galaxie aux mille rubis » ou la « roue de feu australe » par les astronomes anglo-saxons.
M83 est la galaxie dominante d’un petit groupe d’une dizaine de galaxies qui comprend également la galaxie Centaurus A, située à une distance identique.
A noter également que M83 est une galaxie particulièrement active en supernovæ, puisque 6 ont été observées entre 1923 et 1983 !
Cette image a été réalisée en remote avec l’un des plus grands télescopes accessibles aux amateurs du monde : le Ritchey-Chrétien de 1m de diamètre installé à l’observatoire Chilescope au Chili !
Le remote depuis le Chili présente l’avantage – outre celui de bénéficier d’un ciel impeccable quasiment toute l’année – de pouvoir photographier des objets inaccessibles ou difficiles à photographier depuis nos latitudes… et M83 en est un très bon exemple puisque cette galaxie reste extrêmement basse sur l’horizon en France métropolitaine.
Depuis le Chili, elle est en revanche suffisamment haute dans le ciel pour pouvoir saisir au mieux les plus fins détails (en bénéficiant au surplus d’un seeing exceptionnel).
L’inconvénient est bien sûr que cela peut rapidement coûter cher… en particulier sur des instruments aussi imposants où la location est facturée à l’heure !
L’impressionnant télescope de 1m de Chilescope : un instrument « professionnel » sous le meilleur ciel du monde, accessible aux amateurs !
C’est pourquoi nous avons décidé, avec Bernard Michaud (aka Litobrit sur les forums) de nous associer nous réaliser les acquisitions. En partageant les frais et en choisissant des créneaux avec des tarifs réduits, nous avons pu réaliser une dizaine d’heures de pose avec ce superbe instrument pour un prix relativement raisonnable !
Il faut également préciser qu’en 2018, quand cette image a été réalisée, Chilescope n’était lancé que depuis peu de temps et que tous les problèmes, notamment optiques, n’avaient pas encore été réglés. Nous avons donc eu pas mal de « déchets » sur l’ensemble des acquisitions réalisées (non facturées bien sûr) mais avons eu la chance d’être parmi les premiers à « sortir » une image avec ce télescope. Cela explique également pourquoi les étoiles ont des aigrettes dédoublées ; des réglages optiques ayant été réalisées entre la première et la dernière série de poses…
Les acquisitions ont été étalées sur plusieurs nuits, pour un total de 9h10 (dont 6h30 pour la seule couche de luminance, en combinant des poses de 300s et de 1200s). Les couches RGB ont été réalisées avec un temps de pose limité (moins d’une heure chacune), de même que la couche Ha (une pose unique de 600s !), mais le recours au binning, la qualité du ciel et la luminosité de l’instrument permettent d’obtenir un signal déjà très correct et pleinement exploitable lors du traitement.
Nous avons ensuite chacun traité ces données de manière personnelle et il existe donc deux versions de cette même image ! Celle de Bernard est visible sur Astrobin.
Sur nos versions respectives, Bernard et moi avions été très satisfaits à l’époque du niveau de détails obtenus dans les bras spiraux de la galaxie, avec la présence de nombreuses bandes de poussières, d’amas d’étoiles bleues et bien sûr de nébuleuses HII (la pose unique de 600s réalisée en Ha ayant permis de relever significativement la visibilité de celles-ci). Un niveau de détail clairement au-dessus d’une « simple » image d’amateur…
Les techniques de traitement ayant beaucoup progressé en 5 ans, cette image mériterait incontestablement une version remise à jour en exploitant les derniers process !
Matériel :
ASA 1000mm RC (f/6,8)
ASA Alt-Az Mount
FLI PL16803 (-30°)
Filtres Astrodon (Ha 3nm)
Pixinsight – Photoshop
Acquisition :
L : 14 x 1200s + 22 x 300s (bin1)
R : 10 x 300s bin2
G : 10 x 300s bin2
B : 10 x 300s bin2
Ha : 1 x 600s bin2
Intégration totale : 9h10
Date(s) de prise de vue : juin 2018
Compte-tenu de sa taille et de sa luminosité, M83 serait une cible facile… si elle était située un peu plus au nord ! Mais réaliser une image de M83 depuis nos latitudes est en réalité un véritable défi compte-tenu de sa très faible hauteur sur l’horizon : depuis Paris – où l’observa Charles Messier en notant que « ce ne sera qu’avec beaucoup d’attention que l’on pourra la voir » – celle-ci ne dépasse pas les 12 ° !
Cette élévation réduite limite tout d’abord considérablement le temps de visibilité de l’objet, qui ne reste au dessus de l’horizon que quelques dizaines de minutes tout au plus… et encore, il ne faut prévoir de réaliser des acquisitions qu’à proximité du passage au méridien, soit quelques dizaines de minutes au maximum par nuit !
Ensuite, cela implique de disposer d’un ciel parfaitement exempt de pollution lumineuse y compris au ras de l’horizon (et que celui-ci soit évidemment parfaitement dégagé…).
Enfin, même si ces conditions sont réunies, il n’est pas certain de pouvoir réaliser une image exploitable puisque la faible hauteur implique une luminosité et des détails dégradés en raison de la turbulence atmosphérique ! L’ajout d’un filtre de type UHC est bien sûr possible, mais cela va encore réduire la luminosité et compliquer la calibration des couleurs lors du traitement avec un capteur couleur.
Si vous avez la possibilité de vous déplacer plus au sud, vous pourrez donc photographier cet objet dans des conditions un peu plus favorables. Monter en altitude peut également apporter un petit « plus », mais qui reste marginal. Depuis le sud de la Corse, par exemple, M83 ne dépassera pas les 18 °…
La seule solution pour la photographier dans de bonnes conditions est donc d’aller encore plus au sud, et dans l’idéal dans l’hémisphère austral (Ile de la Réunion, Namibie, Chili, etc.) ou d’utiliser un observatoire en remote.
Tout devient plus simple, puisque la galaxie passe alors beaucoup plus haut dans le ciel : moins de turbulence, meilleure détectivité, plus d’heures de poses possible par nuit… M83 se dévoile alors dans toute sa beauté et justifie les surnoms flatteurs qui lui ont été attribués !
Dimensions apparentes comparées de M33 et de M83 (la plus petite galaxie en bas à droite est ESO 350-40…).
Si le cadrage ne pose aucune difficulté, en l’absence de tout autre objet d’importance majeure à proximité, il est recommandé de disposer d’une focale importante pour saisir au mieux tous les détails présentés par cette galaxie exceptionnelle.
L’image présentée ici a été réalisée avec un instrument d’un mètre de diamètre et de 6,8m de focale, mais il est bien sûr possible d’obtenir des clichés déjà très détaillés avec une focale beaucoup moins importante.
Attention cependant, M83 reste une galaxie plus petite que les « stars » du catalogue Messier que sont M31 ou M33… la preuve en image ci-contre ! Il est donc impératif de disposer d’une focale suffisante pour aller plus loin qu’une vue d’ensemble et réellement mettre en valeur de fins détails dans ses différentes structures.
Ainsi, s’il est possible de trouver de belles versions réalisées avec des instruments de diamètre modeste (comme par exemple une TOA-130), il est recommandé de miser sur une focale de 2m ou plus pour véritablement aller chercher des détails dans la galaxie.
A noter qu’en la matière, l’échantillonnage est évidemment primordial : une caméra avec de petits pixels pourra compenser, dans une certaine mesure, un déficit de focale… sous réserve que le seeing soit très bon !
Au niveau du temps de pose, M83 est une galaxie assez lumineuse mais contrastée : attention à consacrer un temps suffisant à la couche de luminance, avec des poses unitaires suffisamment longues. L’intérêt est double : mieux mettre en évidence le signal au sein de la galaxie entre les bras spiraux (un défaut récurrent sur de nombreuses images est un bon signal sur les bras spiraux eux-mêmes mais une impression de « vide » entre ces derniers…) mais également de révéler le halo externe beaucoup plus ténu (perceptible sur cette image).
Pour les couches couleurs, un nombre de poses important permettra de bénéficier d’un signal satisfaisant pour que l’ensemble de la galaxie soit bien coloré au final… à défaut, le risque est de se retrouver avec certaines zones « grisées » en périphérie ou entre les bras spiraux ; ce qui serait dommage compte-tenu de la grande diversité de couleurs au sein de cette galaxie !
Enfin, la réalisation d’une couche Ha est indispensable pour mettre au mieux en valeur les innombrables nébuleuses au sein de cette galaxie « aux mille rubis » ! Privilégiez des acquisitions en bin1 afin de conserver le maximum de détails sur cette couche Ha.
M83 n’est pas un objet particulièrement compliqué à traiter, sous réserve de disposer de fichiers bruts corrects sur l’ensemble des couches (avec un bon rapport signal sur bruit). En effet, sauf en ce qui concerne le halo externe beaucoup plus ténu, le disque de la galaxie est globalement assez homogène en terme de luminosité et les bras spiraux sont bien marqués, ce qui facilite la création de masques et l’application de traitements localisés au besoin.
Luminance. Compte-tenu de la luminosité globalement homogène dans le disque galactique, la montée d’histogramme ne pose pas de difficultés particulière et une montée classique (Log + HistogramTransformation) peut largement convenir en donnant de très bons résultats, tout en permettant de conserver des étoiles plus fines et moins altérées qu’avec des process plus complexes (MaskedStetch, ArcsinhStretch…). Si vous avez privilégié des poses allongées pour mettre en valeur le halo externe, ces dernières méthodes peuvent en revanche s’avérer plus efficaces (de même que GHS…), mais attention aux étoiles et à la dynamique d’ensemble !
Pour des conseils généraux et la présentation de ces différentes méthodes de montée d’histogramme avec des exemples pratiques, je vous invite à consulter les vidéos dédiées sur ma chaine Youtube.
L’autre point d’attention sur la luminance est la valorisation des détails, très nombreux dans cette galaxie ! L’utilisation du process Blur X-Terminator (BXT) en tout début de traitement au stade linéaire (voir le tuto vidéo dédié à l’utilisation de BXT) peut s’avérer très efficace ! Si vous ne disposez pas de ce process (payant), une déconvolution est recommandée ; mais attention à ne pas créer d’artefacts au passage (voir le tuto vidéo dédié).
Après la montée d’histogramme, il est possible de rehausser les contrastes dans le noyau et les bras spiraux au moyen du process HDRMultiscaleTransform. Correctement appliqué, celui-ci permet de mieux faire ressortir de nombreux détails. Un masque spécifique doit être créé le cas échéant, par exemple avec RangeSelection (et éventuellement en mode starless, même si les étoiles présentes dans la galaxie ne sont vraiment pas problématiques…).
L’utilisation du process DarkStructureEnhance (DSE) est également recommandé pour mieux faire ressortir les très nombreuses bandes de poussières au sein des bras spiraux. Attention cependant à ne pas accentuer trop fortement ces contrastes dans les zones obscures pour conserver à l’image un aspect naturel (un mixage est souvent recommandé).
Pour en savoir plus sur la mise en œuvre de ces process de rehaussement de détails, je vous invite à consulter le tutoriel dédié à HDRMT, ainsi que le tutoriel plus général consacré à l’amélioration des détails avec Pixinsight, ainsi que le tutoriel spécifique à Photoshop le cas échéant. Vous trouverez également une présentation détaillée de l’utilisation de ce process dans le tuto vidéo dédié.
A noter qu’outre M83 (et en fonction du matériel utilisé), quelques détails intéressants peuvent également être mis en valeur dans les petites galaxies aux alentours. Veillez dans ce cas à ne pas les exclure des masques de protection lors de l’application des process de rehaussement de détails, voire à leur appliquer des process spécifiques au besoin.
Attention en cas de retrait de gradient à parfaitement modéliser ce dernier, afin d’éviter l’apparition de zones plus sombres dans le fond de ciel autour de la galaxie (un défaut souvent constaté sur cette galaxie…).
Le traitement des mêmes données par Bernard Michaud : on constate que même en utilisant des process similaires, la calibration des couleurs peut fluctuer de manière significative dans le résultat final !
Couche Couleurs. Pas de grosses difficultés en vue non plus sur la couche couleurs : la seule étape périlleuse peut être – comme souvent – celle de la calibration. En effet, si les derniers process et notamment SPCC (SpectroPhotometricColorCalibration) donnent généralement de bons résultats, le faible nombre d’étoiles dans le champ avec une grande focale peut s’avérer un handicap pour parvenir à une modélisation correcte. Il faut donc bien veiller à paramétrer correctement le process, le cas échéant en augmentant la tolérance de prise en compte des étoiles pour disposer d’un échantillon suffisamment représentatif (voir si besoin le tuto vidéo dédié sur ce point, avec une présentation de différentes méthodes de calibration alternatives).
L’important est au final d’avoir des couleurs cohérentes avec les caractéristiques physiques de la galaxie, à savoir un noyau plus rouge et des bras spiraux tendant vers le bleu dans les nombreuses zones contenant des amas de jeunes étoiles.
De manière générale, la montée d’histogramme peut être réalisée au moyen du process MaskedStretch qui permet de préserver au mieux les couleurs dans les zones les plus lumineuses tout en relevant suffisamment le signal dans les zones faibles (à la différence de la couche Luminance, la progressivité dans la dynamique de la galaxie n’est pas du tout un objectif pour la couche couleurs).
En cas de bruit chromatique important, n’hésitez pas à pousser un peu les curseurs sur les process de réduction de bruit (tant au stade linéaire qu’au stade non-linéaire), voire à flouter l’image couleurs avant l’assemblage avec la couche de Luminance. Mais attention à ne pas trop flouter, afin de préserver au mieux la localisation précise des couleurs dans les différentes structures !
Image Ha (brute unitaire de 600s)
Assemblage RGB-Ha. Si vous avez réalisé une image Ha (ce qui est quasiment indispensable pour cette galaxie), vous devez combiner celle-ci avec l’image RGB pour renforcer la couche Rouge.
Différentes méthodes s’offrent à vous pour réaliser cette opération, et sont présentées plus en détails dans le tutoriel dédié ainsi que dans le tuto vidéo. Sur ce type d’objet, une intégration sélective avec PixelMath donnera le plus souvent les meilleurs résultats en permettant d’ajouter le signal de manière mieux localisée.
Attention, l’assemblage de la couche Ha se fait toujours sur l’image RGB préalablement calibrée.
Naturellement, vous pouvez apporter de nombreux petits ajustements finaux à l’image sous Photoshop en fin de traitement (voir le tuto vidéo dédié pour des illustrations pratiques).
Difficile d’imaginer pouvoir faire mieux sur cet objet compte-tenu de l’instrument utilisé… bien sûr, il est toujours possible – avec un instrument comparable – de poser plus longtemps afin de mieux mettre en valeur le halo externe, de sélectionner les brutes avec plus de rigueur pour gagner en détails, ou encore d’optimiser les petits défauts liés à l’instrument (aigrettes, collimation…).
Mais le point « faible » sur cette image est probablement le traitement lui-même, réalisé avant l’apparition des derniers process tels que Blur-X-Terminator. Nul doute que l’utilisation de celui-ci sur de telles données pourrait sublimer encore le résultat obtenu… à tester prochainement !
Si l’espace commentaires n’est pas accessible, consultez le guide pratique pour y remédier !
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