Ici, le noir n’est pas vide : il fabrique des étoiles.
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Nom : LDN 673 – LDN 684
Type : Bandes de poussières sombres
Distance : ~ 300/600 AL
Taille : ~1,5 ° (7 AL)
Magnitude : 9,2 / 10,5
Meilleure période d’observation : Été
Si vous admirez le ciel par une belle nuit d’été, confortablement installé dans une chaise longue dans un endroit relativement préservé de la pollution lumineuse, vous remarquerez rapidement la présence d’une trainée floue et blanchâtre, s’étendant du nord vers le sud…
Laissez encore vos yeux s’habituer quelques minutes à l’obscurité, et vous constaterez alors que cette trainée n’est pas homogène : plus lumineuse en direction du sud, on y décèle également par endroits des bandes sombres.
La Voie Lactée au plan d’eau de Tauriac (Lot) par Frédéric Lamagat. On remarque immédiatement les bandes de poussières qui obscurcissent des portions entières de notre galaxie, vue par la tranche…
Cette bande lumineuse, c’est la voie lactée, c’est à dire notre propre galaxie vue par la tranche.
Armé d’une simple paire de jumelle, amusez-vous à y promener votre regard : vous constaterez que cette bande est en réalité constituée de millions et de millions d’étoiles… en réalité juste une petite partie des quelques 200 à 400 milliards d’étoiles que contient notre galaxie !
Pourtant, par endroits, vous remarquerez que le nombre d’étoiles semble fortement diminuer, voire totalement disparaitre… Il s’agit en réalité d’une simple illusion : les étoiles sont bien présentes, mais cachées par de grands nuages moléculaires obscurs en avant-plan.
Très riches en poussières, ces nuages occultent la majeure partie (et à quelques endroits plus limités, la totalité !) de la lumière des étoiles plus éloignées.
Dans les années 1960, l’astronome Beverly T. Lynds a procédé au recensement minutieux de ces nuages de poussières : le catalogue LDN (Lynds Catalog of Dark Nebulae) compte ainsi près de 1800 nébuleuses obscures. Il est possible d’en trouver dans toutes les constellations traversées ou à proximité de la voie lactée, et notamment dans la zone proche du centre galactique (vers le sud), là où la concentration en étoiles et en objets divers est la plus importante.
Le « Sac à charbon » dans la constellation de la Croix du Sud : un exemple spectaculaire de nuage moléculaire dense occultant l’arrière-plan stellaire. S’il apparait totalement noir à l’œil nu, la photographie révèle de nombreuses étoiles et même la présence d’un petit amas en son sein (NGC 4609).
L’exemple le plus célèbre de ces nébuleuses obscures est le « sac à charbon » (figurant dans un autre catalogue comme Caldwell 99), situé dans la constellation de la Croix du Sud à environ 2000 années-lumière (donc très proche de nous) : cet immense nuage de poussières, connu depuis des temps très anciens, vient obscurcir fortement les étoiles en arrière-plan, donnant l’impression d’un véritable « trou » dans la Voie Lactée.
Bien visible à l’œil nu, le « sac à charbon » offre un contraste d’autant plus saisissant qu’il s’achève juste aux abords des étoiles Acrux et Mimosa, les deux étoiles les plus brillantes de la Croix du Sud.
Si cet objet est de loin l’un des plus grands et impressionnants du ciel (7° x 5° !), une multitude d’autres nébuleuses obscures, plus discrètes, ne demandent qu’à être observées et photographiées !
C’est le cas par exemple des deux nébuleuses obscures présentées ici, LDN 673 (à gauche ; parfois surnommée la « Faucheuse » en raison de sa forme tentaculaire) et LDN 684.
Situées à environ 600 années-lumière de la Terre dans la constellation de l’Aigle, ces nébuleuses constituent des nœuds de haute densité appartenant à un complexe beaucoup plus vaste appelé la « Faille de l’Aigle » (Aquila Rift). Ce système tentaculaire prolonge le Grand Rift du Cygne (une immense bande opaque constituée principalement de poussières et de dihydrogène) en direction du centre galactique (dans la constellation du Sagittaire).
Les nébulosités obscures LDN sont quant à elles encore en avant-plan et, beaucoup plus denses et opaques que les poussières du grand rift, elles bloquent totalement la lumière des étoiles situées en arrière-plan. A noter que sur l’image présentée ici, d’autres petites structures sombres également référencées dans le catalogue LDN viennent compléter ce tableau (LDN 676, 677, 683, 686, 692).
LDN 673 est une structure particulièrement massive et fragmentée. Contrairement aux zones périphériques du nuage qui laissent filtrer une partie de la lumière stellaire, son cœur est suffisamment dense pour bloquer la quasi-totalité du rayonnement optique. De plus, la poussière interstellaire absorbe et diffuse préférentiellement les longueurs d’onde courtes (le bleu) : c’est le phénomène d’extinction interstellaire. De fait, les quelques étoiles d’arrière-plan dont la lumière parvient à traverser les bords de la nébuleuse subissent un fort rougissement, ce qui confère à cette région une esthétique très particulière et de superbes contrastes colorimétriques.
La proximité des deux nébuleuses obscures principales, associée aux différences de forme et d’opacité, ainsi que la très grande richesse des étoiles aux alentours, confèrent à cette zone une beauté visuelle indéniable. Et, petit bonus appréciable : il s’agit d’une image simple à réaliser et à traiter !
Cette image a été réalisée pendant l’été 2020, avec une lunette apochromatique Takahashi TSA-102 équipée de son réducteur à f/6 (f=600 mm) et une caméra monochrome Atik 16200, en utilisant des filtres LRGB Baader.
Setup utilisé pour cette image : TSA-102 avec réducteur et Atik16200MM.
Le choix de ce couple instrument/capteur n’est pas anodin pour ce type d’objet céleste. Le grand capteur KAF-16200 (au format APS-H) associé à une focale de 600 mm offre un champ photographique très généreux d’environ 2,6° sur 2,1°. Pour les nébuleuses obscures, il est absolument crucial de laisser « respirer » l’objet dans son environnement. Le but n’est pas de zoomer à outrance sur la poussière, mais bien de mettre en évidence la rupture qu’elle provoque sur le fond de ciel étoilé environnant. Ce champ large permet ainsi d’inscrire le complexe sombre principal (LDN 673) et ses voisins (LDN 684) dans leur contexte galactique naturel. De plus, l’échantillonnage de 2,06 secondes d’arc par pixel obtenu avec cette configuration est parfaitement adapté pour lisser l’aspect des myriades d’étoiles de l’Aigle et éviter un effet de « bruit stellaire » trop agressif au traitement.
Une fois n’est pas coutume, cette image a été réalisée sur une seule nuit, avec un temps de pose global d’à peine 6h10, dont la moitié consacrée à la Luminance et 1h pour chaque couche R, G et B (en bin1 pour toutes les couches afin de maximiser la résolution spatiale).
Il s’agit d’un temps de pose globalement très limité pour de tels objets moléculaires dépourvus de nébulosités par émission (Ha, OIII). Sur ce type de cibles opaques, un critère bien plus important que le temps d’intégration brut entre en jeu : la noirceur originelle du ciel. En l’occurrence, pour cette image réalisée depuis la Corse, celui-ci était exceptionnel, totalement vierge de toute pollution lumineuse et en l’absence de Lune.
De telles conditions apportent un véritable « plus » pour révéler les bandes de poussières qui ne se détachent que très faiblement. Même si, pour ces objets précis situés en pleine Voie Lactée, ces bandes sombres apparaissent déjà naturellement par un effet de contraste saisissant avec les myriades d’étoiles environnantes.
Matériel :
Takahashi TSA102 f/6
AZEQ6 via EQmod
Atik16200MM (-10°)
Guidage : OAG & ZWO120 Mini
Filtres Baader LRGB
Acquisition :
Intégration totale : 6h10
Pixinsight – Photoshop
Date(s) de prise de vue : 14 août 2020
Le choix de cette cible n’était absolument pas prémédité ! Lors de ce séjour sous le ciel exceptionnel de Corse, j’avais initialement prévu de photographier des objets beaucoup plus classiques (et lumineuses) en bande étroite. Mais face à la pureté saisissante du ciel nocturne, sans la moindre trace de pollution lumineuse ni de Lune, il m’a semblé indispensable de tirer parti de cette noirceur pour imager un objet qui l’exige. Les nébuleuses obscures sont des cibles intransigeantes qui ne pardonnent pas un ciel laiteux ou médiocre. Cette nuit-là, les conditions de transparence étaient si parfaites que le « fantôme » sombre de l’Aigle se révélait sur l’écran du PC sur les toutes premières brutes de luminance !
Photographier des nébuleuses obscures comme LDN 673 et LDN 684 est un exercice fondamentalement différent de la capture de nébuleuses par émission. Ici, vous ne cherchez pas à accumuler des photons ionisés, mais à photographier « l’absence de lumière » dans certaines zones d’un champ stellaire particulièrement dense.
La qualité du ciel avant tout : C’est le paramètre absolument non négociable. Fuyez la moindre pollution lumineuse et bannissez de fait la présence de la Lune. Le signal de ces nébuleuses réside dans le faible entre la densité opaque de la poussière moléculaire et la lueur du fond de ciel galactique. Même si dans le cas présent il y a très peu de « fond de ciel », mais plutôt une myriade d’étoiles, le problème du contraste se retrouve de toute façon au sein des nébulosités obscures elles-mêmes, qui présentent des zones plus ou moins opaques. Un ciel urbain ou périurbain ruinera irrémédiablement le contraste de vos brutes.
Le choix des filtres : Rangez vos filtres à bande étroite (Ha, OIII, SII) ! Ces nuages froids n’émettent aucun rayonnement. Le choix d’une acquisition en LRGB classique (ou avec un APN défiltré/couleur) est la seule voie possible pour révéler la matière tout en conservant la chrominance des étoiles environnantes.
Exemple de cadrage à 600mm de focale avec une ASI-2600 : on est au maximum de ce qui est acceptable avant la mosaïque !
Maximisez la Luminance : Consacrez la grande majorité de votre temps de pose (idéalement 60 à 75 %) à la couche Luminance en bin1. C’est elle seule qui vous permettra d’aller chercher le relief de la matière et les très faibles extensions poussiéreuses qui se diluent sur les bords du nuage principal.
Soignez le cadrage : Le complexe sombre s’étend sur une zone assez vaste. Un capteur au format APS-C ou Plein Format couplé à une focale intermédiaire (entre 400 et 600 mm, comme la TSA-102 avec réducteur utilisée ici) constitue le setup idéal pour inscrire cette structure tortueuse dans son riche environnement stellaire.
En effet, face à un objet purement « large bande » (constitué de poussières qui bloquent ou diffusent la lumière sur l’ensemble du spectre continu), la matrice de Bayer d’un capteur OSC (type IMX571 ou IMX455) va capturer simultanément la teinte des étoiles et les subtils dégradés bruns/dorés des nuages. Dans ce cas toutefois, aucun filtre anti-pollution lumineuse ou multi-bandes (type L-eNhance, L-eXtreme ou L-Ultimate) n’es requis. Ces filtres, conçus pour isoler certaines longueur d’onde, couperaient en partie le continuum stellaire.
Pour les astrophotographes bénéficiant d’un poste fixe sous un ciel particulièrement noir, le défi ultime sur ce type de cible consiste à allonger démesurément le temps de pose (15 à 20 heures de Luminance, voire plus !) pour faire ressortir non seulement le cœur sombre d’encre de la nébuleuse, mais surtout les très faibles nébulosités moléculaires qui l’entourent. Ces poussières en arrière-plan, faiblement éclairées par le plan galactique, forment un réseau diffus d’une extrême beauté qu’un temps de pose classique laisse totalement dans l’ombre.
Réaliser une mosaïque de deux ou quatre tuiles pour englober la quasi-totalité de la Faille de l’Aigle (en y incluant LDN 676 et LDN 692) constitue également un magnifique projet de longue haleine !
Le traitement d’un champ stellaire aussi dense tapissé de poussières obscures est un véritable numéro d’équilibriste. Vous allez affronter plusieurs défis critiques pour préserver le contraste des bandes sombres tout en évitant que la myriade d’étoiles de la Voie Lactée ne vampirise votre image finale. Voici la méthode pas-à-pas pour contourner les 3 pièges principaux de cette cible sous PixInsight :
1. Le piège du retrait de gradient : C’est incontestablement l’étape la plus piégeuse sur LDN 673. Sur un champ classique, placer ses points de mesure (samples) pour modéliser le gradient est une formalité. Mais ici, le « fond de ciel » est tapissé de très faibles nébulosités moléculaires diffuses. Si vous laissez le processus DynamicBackgroundExtraction (DBE) placer ses points automatiquement, ou si vous en placez sur une zone de poussière périphérique, l’algorithme va considérer cette précieuse matière stellaire comme un défaut lumineux et va la soustraire impitoyablement !
La solution : Travaillez de façon 100 % manuelle. Examinez minutieusement votre image fortement étirée avec le STF et ne placez vos points de référence que dans les véritables « trous » noirs du ciel, là où aucune nébulosité n’est détectable. Mieux vaut sous-corriger un léger gradient que d’amputer le nuage de poussière de ses extensions.
Si vous disposez de scripts plus modernes, tels que GraXPert, ce problème sera gérable de manière beaucoup plus simple. Attention toutefois, en fonction des réglages de vos paramètres, certains retraits de gradients peuvent s’avérer incorrects : veillez donc à toujours vérifier la pertinence du résultat avant d’accepter l’image avec retrait de gradient !
2. Séparation étoiles / nébuleuse : intérêt du « starless » ? : Avec une concentration d’étoiles aussi importante (nous sommes en plein cœur du plan galactique), une montée d’histogramme classique va instantanément noyer les méandres de la nébuleuse obscure sous un océan d’étoiles hypertrophiées.
Le recours à un processus de séparation comme StarXTerminator ou Starnet++ dès le stade linéaire est conseillé, même s’il n’est pas sans risques. Sur votre image de Luminance débarrassée de ses étoiles (starless), vous aurez plus de latitude pour étirer l’histogramme de manière agressive. Utilisez le processus GeneralizedHyperbolicStretch (GHS) pour magnifier précisément le contraste entre le noir d’encre des nuages de Lynds et la luminosité diffuse de la Voie Lactée en arrière-plan. Sur cette couche isolée, vous pourrez également appliquer un LocalHistogramEqualization (LHE) léger pour donner cet effet de volume saisissant aux bords des poussières.
Attention cependant : ce type de traitement starless ne donnera de bons résultats que si vous maitrisez à la perfection la technique de réintroduction d’étoiles ! A l’inverse par exemple d’une nébuleuse par émission parfaitement découpée sur un fond de ciel noir, où la précision de la réintroduction d’étoiles est moins cruciale, ici le moindre défaut va immédiatement faire perdre à l’image son aspect naturel, si important sur les cibles réalisées uniquement en LRGB. Sur ce type de cibles, le rendu naturel est un critère qui doit primer sur tout autre ; et c’est pourquoi certains spécialistes du traitement ne recommandent pas – de manière générale – l’usage de la technique starless sur de telles images.
Première version de l’assemblage LRGB : l’équilibre colorimétrique est déjà réalisé, mais le contraste reste encore à travailler pour mieux mettre en valeur les bandes sombres !
Je serais moins définitif dans mon jugement, et je pense que les deux techniques peuvent être utilisées et donner de bons résultats… Mais une chose est sûre : sur ce genre de champ stellaire, il vaut mieux avoir une image au rendu naturel malgré des étoiles un peu gonflées, que des étoiles très fines mais un résultat à l’apparence artificielle ! En fonction de votre degré d’expertise du traitement starless, vous pourrez donc choisir l’une ou l’autre de ces méthodes… et si vous voulez progresser en starless, ce type de cibles est idéal pour s’entraîner, faire différents essais, et comparer les résultats obtenus ! Cela vous servira grandement pour vos prochaines images où la précision de l’usage du starless sera nettement moins critique.
3. Traitement colorimétrique et rougissement interstellaire : Sur votre image RGB (ou sur votre masque d’étoiles extrait précédemment), veillez à faire une montée d’histogramme très douce (le script MaskedStretch est idéal) pour conserver des étoiles ponctuelles et, surtout, saturées en couleurs ! Souvenez-vous que le passage de la lumière à travers ces nuages de poussières absorbe préférentiellement les longueurs d’onde bleues. Par conséquent, les étoiles situées derrière ou à l’intérieur des nuages prennent une somptueuse teinte rougie ou orangée (phénomène d’ « extinction interstellaire »). Lors de votre calibration des couleurs (par exemple avec SPCC), ne cherchez surtout pas à corriger ou « refroidir » ces zones : ce rougissement est physiquement réel et apporte une richesse chromatique fabuleuse et authentique à l’image. C’est le cas sur l’image présentée où l’on constate une grande majorité d’étoiles jaunes tirant sur l’orange.
Exemple de masque réalisé par DSE lors de l’application du script : celui-ci peut être extrait pour être réutilisé par la suite pour des traitements ciblés, par exemple sous Photoshop.
4. Le rehaussement des zones obscures : Sur une telle cible, le contraste global de l’image repose énormément sur la profondeur des bandes de poussières. Pour accentuer cette impression de relief, le script DarkStructureEnhance (DSE) de Pixinsight est un allié de choix. Si vous avez opté pour un workflow starless, c’est le moment idéal pour appliquer ce script sur votre image linéaire dénuée d’étoiles : l’algorithme ciblera beaucoup plus efficacement les seules nébulosités sombres sans risquer de créer des artefacts autour des halos stellaires. Cependant, la plus grande prudence est de mise ! Le but de ce process est de rehausser subtilement le contraste, pas de boucher les ombres. Si vous poussez les curseurs (ou le nombre d’itérations) au point d’obtenir de grandes zones « toutes noires » et uniformes au cœur des nuages sombres, cela signifie que vous avez « clippé » vos valeurs basses et perdu de précieuses informations de nuances et de dégradés. Pour éviter cet écueil tout en bénéficiant de la force du script, la méthode la plus élégante consiste à réaliser un mixage (avec PixelMath sous Pixinsight ou via un masque de fusion sous Photoshop). En combinant par exemple à 50/50 votre image de base avec la version traitée via DSE, vous obtiendrez des transitions beaucoup plus douces et un renforcement du contraste parfaitement naturel, sans aucune perte de signal.
Je passerais sans hésiter sur un temps de pose global beaucoup plus important ! Bien qu’une acquisition de 6 heures sous un excellent ciel permette déjà de détacher proprement les lobes centraux de la nébuleuse, le fond de ciel de l’Aigle regorge de poussières moléculaires périphériques encore plus ténues. Avec 15 ou 20 heures d’acquisitions au compteur, l’effet de profondeur de LDN 673 se détachant sur ce drapé stellaire serait grandement amélioré. Enfin, j’envisagerais de réaliser l’image à une focale légèrement inférieure ou sous forme de mosaïque, afin d’inscrire l’intégralité du réseau tentaculaire de ces nébuleuses obscures dans un champ vertigineux.
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