Une Méduse sans tentacules, mais avec un sacré passé explosif
| Prise de vue : |  |
| Traitement : | |
| Intérêt SHO : |  |
| Popularité : | |
Nom : IC443 – Nébuleuse de la Méduse – SNR G189.0+03.0 – Sh2-248
Type : Rémanent de supernova
Distance : 2800/8000 AL
Taille : 50′ x 40′ (~70 AL)
Magnitude : 12 (B)
Meilleure période d’observation : Hiver
IC443 – également surnommée la « nébuleuse de la Méduse » est un rémanent de supernova situé dans la constellation des Gémeaux, à proximité immédiate de l’une de ses étoiles les plus brillantes, η Geminorum (Tejat Prior), de magnitude 3,3. Attention à ne pas la confondre avec une autre nébuleuse du même nom, située dans la même constellation, mais de nature planétaire cette fois (Abell 21) !
Comme souvent avec de tels rémanents, la détermination de sa distance exacte et de son âge s’avère des plus délicates, les estimations pouvant fortement varier selon la nature des observations réalisées et de la précision des mesures. Pour autant, les estimations relatives à IC443 comptent parmi les plus incertaines de ce bestiaire puisque sa distance est estimée entre 2800 et 8000 années-lumière, tandis que son âge estimé varie – selon les études – d’un ordre de grandeur (entre 3000 et 30 000 ans) ! Situation d’autant plus paradoxale qu’il s’agit de l’un des rémanents de supernova les plus étudiés, en raison de sa forte luminosité dans différentes longueurs d’ondes (notamment en radio et rayons X).
Ce qui est connu avec certitude en revanche, c’est sa taille apparente dans le ciel : 50′ x 40′, soit plus que le diamètre apparent de la Lune.
La mesure de la vitesse d’expansion du rémanent permet – en recoupant avec les vitesses habituellement observées sur d’autres objets similaires et théoriquement prévues – d’estimer l’âge de la supernova – et donc d’affiner sa distance. Ces études arrivent à la conclusion que ce rémanent est situé à une distance comprise entre 2800 et 5600 années-lumière. D’autres études, considérant que IC443 est en interaction avec certains nuages moléculaires environnants, aboutissent à une estimation de distance nettement plus élevée, jusqu’à 8000 années-lumière.
Le déplacement rapide de l’étoile à neutrons, résidu probable de la supernova, observée en rayons X par le télescope Chandra. On notera le fait que le résidu est assez éloigné du centre de la nébuleuse.
La supernova à l’origine de ces rémanents a été identifiée avec une bonne probabilité, sous la forme d’une étoile à neutrons située au sein de la structure filamentaire et se déplaçant à grande vitesse au sein de celle-ci.
On observe ainsi, sur les images en rayons X obtenues avec le satellite Chandra, l’étoile à neutrons entourée d’un rayonnement de particules énergétiques prenant la forme d’une « comète », en raison de sa vitesse de déplacement phénoménale de 800 000 km/h (soit plus de 220 km/s) !
On note également le caractère très excentré de cette étoile à neutrons par rapport à l’ensemble de la nébuleuse, et le fait que sa trajectoire n’est pas davantage dirigée vers le centre de celle-ci ; ce qui laisse à penser que l’emplacement initial de la supernova était soit très décentré, soit que sa vitesse de déplacement rapide a affecté significativement la dispersion des résidus.
Petite anecdote – qui confirme que les amateurs peuvent être utiles aux professionnels de multiples manières : cette étoile à neutrons a été découverte en 2000 par 3 lycéens américains (encadrés tout de même par leur professeur) qui ont étudié et recoupé des données en rayons X issues de Chandra et des données radio issues du VLA.
La mesure de la vitesse de cette étoile, combinée à la distance estimée de son déplacement, va dans le sens de l’explosion d’une étoile de 8 masses solaires s’étant produite il y a environ 30 000 ans. Si l’on retient une distance d’environ 5000 années-lumière, ces rémanents s’étendent donc en réalité sur une distance d’environ 70 années-lumière.
Image composite de IC443 obtenue en combinant des données optiques, infrarouges et gamma. Les rayonnements gamma (en magenta) matérialisent les zones où les interactions avec les nuages moléculaires les plus denses.
Autre spécificité intéressante : la supernova ayant explosé dans une zone très riche en nuages moléculaires assez denses, ces rémanents se retrouvent fortement en interaction avec le milieu interstellaire environnant, ce qui peut expliquer en partie sa morphologie actuelle et l’évolution de celle-ci.
Dans la partie sud-est de la nébuleuse (à droite sur l’image présentée ici), le milieu interstellaire est d’une densité si importante que les rémanents ont pris la forme d’une onde de choc circulaire dans ce milieu, très différente de la zone en direction opposée.
La progression des résidus de la supernova ont ainsi été fortement freinés dans cette zone par le gaz environnant et n’évoluent plus qu’à une vitesse de 30 à 40 km/s.
Les nébuleuses IC443 et IC 444 (à droite) en SHO, par Barry Wilson.
Dans la zone nord-est (la partie la plus lumineuse), les conditions sont très différentes : le milieu beaucoup moins dense est principalement composé d’hydrogène neutre (HI) et les rémanents ont conservé une vitesse de propagation plus élevée (80 à 100 km/s).
Cette zone est prolongée par les nébuleuses en émission S249 et IC 444 (à gauche de l’image), cette dernière (bien visible en OIII) s’étendant bien au-delà du champ couvert par cette photographie, mais qui est parfaitement visible avec un plus grand champ photo !
A noter que la bande plus sombre qui semble diviser la nébuleuse IC443 en deux parties est due à la présence d’un nuage obscure plus compact entre la nébuleuse et nous, ce qui provoque une diminution de la luminosité perçue.
L’image servant d’illustration à cette fiche-astro a été réalisée avec une lunette apochromatique Takahashi TSA-102 (avec réducteur de focale à f/6) et une caméra monochrome Atik One 6.0.
Les acquisitions, en Ha-RGB, ont été réalisées sur deux nuits consécutives en février 2019, depuis la Charente-Maritime.
Outre la Lune qui était quasiment pleine (85%), la météo n’était pas spécialement favorable lors des prises de vues, avec beaucoup d’humidité, des passages nuageux et pas mal de vent ; ce qui explique que le temps de pose global soit plus que limité au regard de la durée des nuits en février : seulement 8h30 au total, dont 5h30 de Ha et 1h par couche pour les couleurs R, G et B.
Malgré ces conditions loin d’être optimales, l’objet est suffisamment lumineux (en particulier en Ha) pour que le signal reste correct et exploitable au traitement. Un meilleur ciel aurait sans doute permis d’obtenir des étoiles plus fines et un fond de ciel plus propre, mais cela démontre qu’il est possible de réaliser des images correctes sur cet objet en dépit de conditions imparfaites.
Ayant anticipé ce temps de pose global limité, j’ai volontairement réduit les acquisitions au strict minimum (Ha + RGB), mais il aurait été plus intéressant d’ajouter une couche OIII et éventuellement une petite série en Luminance. Pour une prochaine fois…
L’image présente des défauts manifestes (ce qui en fait l’une de mes images que j’aime le moins) : halos colorés des étoiles, fond de ciel trop lissé, niveau de détails un peu en retrait dans les filaments de la nébuleuse… Je trouve quand même une satisfaction dans le fait d’avoir réussi à conserver une taille raisonnable à l’étoile η Geminorum, malgré l’humidité ambiante. Cela a demandé une attention particulière au traitement.
L’omniprésence du rouge est typique de la combinaison Ha-RGB sur ce genre de cibles, mais les quelques étoiles bleues bien colorées apportent un peu de diversité.
Le champ limité de la Atik One permet tout juste d’inclure l’ensemble de la nébuleuse IC443 (avec l’extension S249 sur la gauche), mais pas du tout la nébuleuse IC444. Même si cela permet une vue rapprochée et plus détaillée de la nébuleuse de la Méduse, ces deux objets forment un duo si contrasté en couleurs (surtout en narrowband) qu’il est toujours regrettable de devoir s’en priver.
Matériel :
Takahashi TSA102 f/6
AZEQ6 via EQmod
AtikOne6 (-15°)
Guidage : OAG & Atik GP
Filtres Astronomik RGB + Ha 6nm
Pixinsight – Photoshop
Acquisition :
Ha : 22 x 900s bin1
R : 12 x 300s bin2
G : 12 x 300s bin2
B : 12 x 300s bin2
Intégration totale : 8h30
Date(s) de prise de vue : 22 & 23 février 2019
Comme je l’ai expliqué ci-dessus, cette image est l’une de celles qui me plait le moins parmi toutes celles que j’ai réalisées. Le seul avantage, c’est que cela fournit presque un « contre-exemple » de ce qu’il est recommandé de faire pour cet objet au niveau des acquisitions ! 🙂
Premier point : le champ. Sauf à ce que vous souhaitiez vous concentrer sur les détails de IC443, il est recommandé de disposer un champ photo assez large pour y inclure également la belle et toute proche nébuleuse IC444. Le contraste de couleurs entre ces deux nébuleuses (particulièrement en SHO ou en HOO) donne généralement de très beaux résultats visuels.
Cadrage de IC443 avec un capteur APS-C et 600mm de focale.
La combinaison d’un capteur au format APS-C et d’un instrument ne dépassant pas 400mm de focale permet d’inclure l’ensemble de ces nébuleuses dans le champ photo. Avec 600mm de focale et ce même capteur, il faudra se résoudre à ne photographier que IC 443, sans IC 444. A défaut, une mosaïque est toujours envisageable !
Ensuite, privilégiez des acquisitions lors de nuits sans Lune et avec un ciel bien transparent. Bien sûr, ce conseil est vrai pour la quasi-totalité des objets du ciel profond, mais encore plus pour cette nébuleuse en raison de la présence de nébulosités très ténues difficiles à distinguer du fond de ciel à quelques endroits, ainsi qu’en raison de la présence de la très brillante étoile de magnitude 3 qu’il sera impossible d’exclure du champ (sauf à réaliser une vue très détaillée d’une zone de la nébuleuse).
La présence de voiles d’altitude ou même d’humidité dans l’air va automatiquement lui faire gagner en embonpoint ou favoriser l’apparition d’un halo ; deux aspects qu’il sera compliqué ensuite de limiter lors de la montée d’histogramme. Des conditions météos idéales qu’il n’est pas toujours simple d’avoir pendant les nuits d’hiver…
Même avec un ciel transparent, vérifiez sur les premières brutes que cette étoile très brillante ne génère pas de reflets sur l’image : n’hésitez pas à cette fin à pousser l’histogramme de l’image car de tels reflets sont parfois très peu visibles sur les brutes unitaires, mais finissent par se cumuler à l’empilement pour donner des défauts très compliqués (voire impossibles) à corriger lors du traitement… Cette vérification est indispensable car dans la très grande majorité des cas, il ne sera pas possible de sortir cette étoile du champ. Attention également si cette étoile est hors du champ mais juste à proximité, car le risque de reflets est alors encore accru.
En fonction de la sensibilité de votre setup et de votre capteur, l’étoile η Gem peut saturer très rapidement… ce qui est évidemment problématique compte-tenu du fait que la mise en valeur des extensions ténues de ce rémanent va impliquer des poses suffisamment longues, ce qui va augmenter petit à petit les effets indésirables (reflets, halos, aigrettes…). Tout est dans ce cas affaire de dosage, entre des conditions satisfaisantes pour optimiser le signal sur la nébuleuse tout en limitant autant que faire se peut les désagréments liés à l’étoile. Une solution peut être de réduire le temps de pose unitaire tout en augmentant le nombre de brutes.
Niveau filtres, cette nébuleuse présente l’avantage de pouvoir être imagée de multiples manière, avec des résultats tout aussi agréables : LRGB, Ha-RGB, L(Ha)-RGB, HOO, SHO… il y a de quoi se faire plaisir pour tout le monde, y compris pour les possesseurs d’un APN défiltré !
Cadrage à 600mm de focale mais avec un capteur 16200… un capteur 24×36 donnera un champ encore plus grand… sous réserve de disposer d’une optique bien corrigée !
Toutefois, et comme toujours avec des objets de cette nature, des acquisitions en Ha sont quasiment indispensables pour mettre en valeur toute l’étendue de la structure et la complexité des filaments de matière. Prévoyez donc un temps de pose conséquent pour la couche Ha (même si, comme le prouve la présente image, la nébuleuse est suffisamment brillante pour ressortir correctement avec seulement quelques heures sur ce filtre…).
Attention toutefois : si vous optez pour une combinaison essentiellement basée sur le signal Ha (Ha-RGB ou couche Ha en soutien de la couche de luminance, ou simplement RGB…), les teintes de IC 443 (ainsi que IC 444 si vous l’avez inclus dans le champ) seront totalement dominées par la couleur rouge, avec très peu de nuances dans les autres couleurs. Cet aspect « monochromatique » ne plait pas forcément à tout le monde ; mais la seule manière d’y échapper, sur cet objet, est de recourir au narrowband…
Si vous optez pour une image narrowband (HOO ou SHO), vous bénéficierez d’une palette de couleurs potentiellement beaucoup plus variée… tout dépend de vos choix ensuite lors du traitement. Prévoyez tout de même un temps de pose suffisant pour les couches OIII et éventuellement SII, en particulier si vous incluez dans le champ la nébuleuse IC 444, qui présente un rayonnement OIII prononcé. Et dans ce cas, quelques séries de poses en RGB sont toujours recommandées pour redonner aux étoiles leur belle couleur naturelle en fin de traitement.
Cet objet est suffisamment brillant et étendu (en particulier en association avec IC 444) pour que les défis permettant de sortir des sentiers battus ne manquent pas.
Il est par exemple possible, avec une focale élevée, de réaliser un véritable plongeon dans les méandres des filaments du rémanent, en particulier dans la zone la plus brillante où ces structures sont très intéressantes.
Il est également possible de retenir au contraire un champ beaucoup plus étendu, afin de photographier IC 443 et IC 444 en association avec d’autres nébuleuses à proximité, par exemple avec la nébuleuse de la « tête de singe » (sh2-252) à environ 3° au sud-ouest, ou encore avec l’amas M35 au nord-ouest. L’inclusion de l’amas M35 (et du proche amas ouvert NGC 2158) sera naturellement plus pertinent dans le cas d’une image LRGB (même complétée avec une couche Ha) que dans le cas d’une image narrowband.
Gestion de l’étoile η Gem
Au traitement aussi, nous allons encore parler de la luminosité de l’étoile η Gem : même si nous avons fait de notre mieux lors des étapes précédentes pour limiter au maximum les halos et reflets, nous n’avons pas encore déjoué tous les pièges posés par cette étoile : il va maintenant falloir procéder à un traitement de l’image qui permette à la fois de mettre en valeur la nébuleuse tout en limitant la prise d’embonpoint de l’étoile lors de la montée d’histogramme…
Ce travail sera évidemment grandement facilité si vous avez réussi à limiter en amont, lors des acquisitions, les problèmes de reflets, de halos ou d’aigrettes. Vous pourrez alors vous concentrer uniquement sur l’aspect de l’étoile elle-même, et non sur ses effets parasites.
Que ce soit en LRGB-Ha ou en SHO, trois options sont possibles :
Outre les halos et reflets, attention aux phénomènes liés aux micro-lentilles à la surface du capteur…
Sur ce point, tout dépend de l’aspect de η Gem sur vos brutes : si celui-ci reste contenu, l’option de montée automatique peut s’avérer une bonne solution. A l’inverse, ou en cas de reflets ou de halos trop prononcés, la montée d’histogramme classique sera plutôt à privilégier. N’hésitez pas à procéder à quelques essais pour déterminer quel process donne les meilleurs résultats pour votre image.
Il est également possible d’envisager une solution hybride, afin de cumuler les avantages respectifs des deux méthodes, en réalisant et en mixant deux versions de l’image : une première version réalisée avec une montée d’histogramme automatique (qui servira pour la nébuleuse) et une version avec une montée d’histogramme classique qui servira uniquement pour corriger l’aspect des étoiles.
Attention toutefois, le mixage des deux versions impose :
Même si je ne suis pas adepte des traitements starless, celui-ci peut s’avérer particulièrement efficace sur ce genre de cible, en particulier s’il est réalisé en mode linéaire (avant la montée d’histogramme) et sous réserve qu’aucune étoile ne génère des artefacts trop flagrants (ce qui est parfois le cas en mode linéaire ou en présence d’aigrettes, en particulier avec des étoiles aussi lumineuses : le halo sera souvent imparfaitement pris en compte…). N’hésitez pas à consulter le dernier comparatif des logiciels starless pour en savoir plus sur ces différents aspects.
De manière plus générale, et surtout si vous traitez une image en LRGB (avec ou sans Ha), il sera souvent utile de pratiquer une légère réduction d’étoiles en début de traitement (au stade linéaire), afin de mieux mettre en valeur la nébuleuse elle-même.
Assemblage des couches
Une autre difficulté, toujours liée à la luminosité de η Gem, est de parvenir à un équilibre dans la couche Couleurs ; en particulier en cas de présence d’un halo très prononcé qui empiète sur une bonne partie de l’image, de manière distincte sur chacune des couches ! Pour éviter ce genre difficulté, n’hésitez pas à réduire le temps unitaire des poses RGB, afin de limiter au maximum ces effets indésirables et compliqués à gérer lors du traitement. Pour les couches couleurs, une montée d’histogramme en mode MaskedStretch donnera le plus souvent de bons résultats ; sous réserve encore une fois que les images ne présentent ni reflets ni halos trop prononcés.
Attention également en RGB : le signal est très différent sur les 3 couches, avec une grande prééminence du rouge ; ce qui peut rendre l’équilibrage des couleurs plus délicat.
Pour la réalisation de la couche Luminance, il est recommandé d’utiliser exclusivement la couche Ha, ou de renforcer de manière significative la couche L au moyen de la couche Ha (par exemple au moyen de la fonction mixage de luminance du script SHO_AIP). En cas d’assemblage en mode Ha-RGB, il peut être utile de procéder au préalable à une réduction d’étoiles sur la couche Couleur afin de limiter l’apparition de halos trop prononcés sur l’image finale.
En narrowband
En ce qui concerne le traitement narrowband, on peut souligner en premier lieu que la taille des étoiles n’est généralement pas un souci dès lors que les filtres utilisés sont suffisamment restrictifs. Il peut toutefois être intéressant d’effectuer une légère réduction pour harmoniser la taille des étoiles entre les couches S, H et O. La couche Ha présentant les étoiles les plus fines, une petite réduction bien dosée sur les couches O et S peut éviter d’avoir à gérer de trop forts halos magenta ultérieurement. A noter que si vous avez effectué une série de poses en RGB pour récupérer la couleur des étoiles, et que vous utilisez votre couche Ha comme couche de luminance, cette réduction ne se justifie plus vraiment. Celle-ci conserve toutefois un intérêt si vous utilisez une luminance « mixée » entre les trois couches S, H et O.
En cas de réalisation d’une image SHO ou HOO, vous pouvez utiliser également le script SHO_AIP afin de pouvoir gérer simplement le dosage des couches et d’apprécier en temps réel le résultat. Compte-tenu de la forte différence de signal entre les deux couches, n’hésitez pas à monter de manière significative la proportion de la couche OIII pour le canal « bleu ». Le mixage de la couche « verte », au moyen des images Ha et OIII, permettra de déterminer les grandes orientations des teintes de rouge (plus ou moins magenta) et de bleu (plus ou moins violet).
Calibration des couleurs
Que ce soit en RGB ou en HOO, la calibration des couleurs est souvent une étape délicate. Privilégiez une approche classique, avec une neutralisation du fond de ciel puis une balance des blancs. En raison de la présence de l’étoile η Gem et de nombreuses étoiles O dans le champ, les process de calibration automatique, tels que PhotometricColorCalibration de Pixinsight, peuvent ne pas donner des résultats corrects si la zone de référence n’est pas adéquate : le plus simple est de retenir une zone de l’image en mode preview pour restreindre au besoin sur une zone plus réduite.
Rehaussement des détails
Les filaments du rémanent présentant des détails très prononcés,il peut être intéressant sur ce genre d’image d’effectuer une déconvolution en tout début de traitement au stade linéaire. Cette déconvolution peut être effectuée (sur l’image de luminance) juste après les crops et retraits de gradient éventuels, mais avant toute opération (notamment la réduction d’étoiles) et surtout avant toute montée d’histogramme.
Attention toutefois, cette opération – si elle n’est pas correctement réalisée – va altérer l’aspect des étoiles et faire monter le bruit… On conseillera donc aux moins expérimentés en traitement de passer cette étape et de se concentrer uniquement sur l’amélioration des détails ultérieure, au stade non-linéaire.
En fin de traitement, il est ainsi vivement recommandé de chercher à accentuer les détails de l’image de Luminance au moyen, par exemple, des process HDRMultiscaleTransform ou LocalHistogramEqualization. Naturellement, ces process doivent être utilisés de manière localisée, au moyen de masques de fusion adaptés et, dans tous les cas, en protégeant les étoiles au moyen d’un masque spécifique… ou plus simplement en n’appliquant ces process que sur l’image starless (attention dans ce cas à ne pas perdre de petites étoiles ou à l’aspect artificiel en cas de mauvaise réintroduction des étoiles !).
L’image Ha de base (à gauche) et après accentuation des détails (à droite) : attention à ne pas pousser les curseurs plus que de raison !
Le process DarkStructureEnhance de Pixinsight peut donner de bons résultats pour améliorer le contraste entre les filaments du rémanent, mais prenez attention de l’utiliser avec parcimonie afin de ne pas perdre de détails au sein de ces structures (l’augmentation du contraste passe souvent par un abaissement de la luminosité dans les zones sombres, ce qui peut être destructeur pour les détails en lissant des zones plus ou moins étendues…), ou ne pas créer des zones manifestement trop sombres comparées au fond de ciel de l’image. Appliquez de préférence ce traitement sur l’image de luminance et en utilisant un masque pour pouvoir réduire l’intensité du traitement par défaut…
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 y trouverez de nombreux conseils spécifiques en fonction de la nature des détails à rehausser.
De manière générale, sur ce genre d’objet où les détails sont très nombreux, une tentation peut être de traiter à l’excès… Attention à ne pas avoir la main trop lourde sur ces différentes accentuations : à défaut, l’image peut rapidement prendre un aspect « artificiel » ou surtraité…
S’agissant d’une de mes images qui me donne le moins de satisfaction, les pistes d’amélioration sont nombreuses ; mais la première d’entre elle serait incontestablement de refaire cet objet avec un champ photo plus important pour y intégrer sa voisine IC 444 !
Même si le résultat ne me gêne pas en termes de couleurs, une version SHO serait probablement beaucoup plus intéressante à traiter.
A retenter donc à l’occasion avec la caméra Atik 16200 et des filtres SHO !
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