Le traitement des images obtenues avec SOFI pour les quelques deux cents objets de notre ´echantillon de naines L s’est effectu´e en plusieurs ´etapes.
Tout d’abord, il faut noter que le nombre d’´etoiles observ´ees implique une masse de donn´ees cons´equente. Cela implique, avant de commencer toute r´eduction, un temps consid´erable pass´e `a faire l’archivage et le classement des fichiers bruts enregistr´es sur CD `a l’issue de chaque mission d’observation. Pour les seules missions de type juillet, cela repr´esentait une dizaine de CDs.
La premi`ere ´etape de la r´eduction de donn´ees, g´en´eralement qualifi´ee de cosm´etique, consiste `a traiter les images brutes issues du CCD de fa¸con `a obtenir des images exploi-tables scientifiquement, d´ebarrass´ees des diff´erents bruits inh´erents `a toute observation. L’annexe E donne les d´etails de telles proc´edures.
Pr´e-r´eduction de donn´ees 107
Les images SOFI sont des cubes de cinq sous-images. Ces cinq sous-images corres-pondent `a cinq positions du t´elescope, avec cinq d´ecalages de quelques pixels par rapport `a la position de pointage initiale de l’instrument. Un exemple de ces d´ecalages se pr´esente dans le tableau suivant, o`u on donne la place de l’objet cible de l’observation sur le CCD, en pixels. Le d´ecalage appliqu´e est dans cet exemple de 50 pixels en x aussi bien qu’en y.
Num´ero de la sous-image Position de la cible (x,y) (pix)
1 450,450
2 500,500
3 500,400
4 400,500
5 400,400
Ce proc´ed´e est indispensable pour la correction des images (calcul du fond de ciel en particuler), et donc la qualit´e de l’image recompos´ee. De plus, cela permet de minimiser les effets des d´efauts pr´esents sur le CCD, qui ne sont ainsi jamais `a la mˆeme place par rap-port aux ´etoiles. L’image recompos´ee s’obtient en superposant les sous-images red´ecal´ees de l’oppos´e de leur d´ecalage initial. On obtient ainsi la superposition de cinq sous-images dans lesquelles les objets se correspondent parfaitement, pixels `a pixels. Le maximum de flux est ainsi assur´e sur l’´etoile vis´ee, tout en ayant autour d’elle un champ aussi uniforme que possible au niveau du ciel.
Les ´etapes de soustraction du ciel, de correction des mauvais pixels et de division par le flat sont effectu´ees avec le logiciel ECLIPSE. Les d´etails techniques de la proc´edure de pr´e-r´eduction sont donn´es dans l’annexe E.
Le fonctionnement d’ECLIPSE en commande UNIX permet une automatisation facile de la proc´edure `a l’aide d’un script. Cela permet de traiter un grand nombre d’images en automatique, et c’est ce que j’ai utilis´e pour traiter les quelques centaines d’images prises au NTT.
Une des missions effectu´ees, celle de juillet 2001, m’a caus´e quelques soucis dˆus `a une rotation. En fait, dans les images de certains objets, une sous-image sur deux avait, en plus du d´ecalage normal impos´e en pixels, subi une rotation due `a un dysfonctionnement du rotateur de champ dans certaines positions du t´el´escope. La figure 11.3 illustre le joli r´esultat, certes, mais pas tr`es exploitable scientifiquement, que l’on obtenait en superpo-sant les sous-images dans de tels cas. Cette difficult´e m’a conduite `a pouvoir seulement cumuler les sous-images de mˆeme parit´e (par exemple, les images num´erot´ees 1, 3 et 5), et `a obtenir deux images recompos´ees au lieu d’une pour chacun de ces objets. Parall`ement, une erreur dans le nombre de sous-images demand´ees, qui a ´et´e fix´e `a six au lieu de cinq, m’a en fait permis d’avoir des cubes de trois images align´ees pour ces objets, plutˆot qu’un de trois et un de deux, ce qui rend ces cubes comparables plus facilement.
exploi-108 Echantillon, observations
Figure 11.3 – L’image prise au NTT de l’objet DENIS-205908. A gauche, le r´esultat obtenu en superposant les sous-images d’un cube qui avaient subies des rotations s´electives. On distingue le mouvement de rotation autour de l’objet vis´e. A droite, une image reconstitu´ee `a partir des sous-images num´ero 1, 3 et 5. La rotation n’est plus visible ; ces sous-images ´etaient superposables.
tables, cela n’a heureusement pas affect´e l’utilisation ult´erieure des donn´ees, que je vais d´ecrire dans le chapitre suivant.
Chapitre 12
Exploitation des donn´ees
Je vais d´ecrire dans ce chapitre la m´ethode d’exploitation des donn´ees des missions de type Juillet-Aoˆut. En particulier, je vais m’int´eresser au travail d’astrom´etrie que j’ai effectu´e sur les donn´ees d’imagerie obtenues au NTT pour notre ´echantillon de naines L. Ce travail a pour but de mesurer le mouvement propre d’´etoiles particuli`eres dans une image. Dans les cas qui m’occupent ici, il s’agit de rechercher des ´etoiles binaires. Or la m´ethode astrom´etrique permet de confirmer des binaires visuelles comme binaires phy-siques. Je vais donc d´etailler la proc´edure mise en œuvre pour obtenir des r´esultats as-trom´etriques. Les r´esultats en eux-mˆemes seront d´ecrits dans le chapitre suivant.
12.1 Astrom´etrie : principe et utilit´e
Comme expliqu´e dans l’introduction de cette partie, le but de l’´etude effectu´ee sur l’´echantillon d´ecrit au chapitre pr´ec´edent est d’obtenir des informations sur la multiplicit´e des ´etoiles de type spectral L.
Lors de nos observations, plusieurs candidates binaires ont ´et´e s´electionn´ees. Pour confir-mer (ou infirconfir-mer !) leur nature de binaires physiques, il faut utiliser une ´etude de mouve-ment propre.
N’importe quelle ´etoile proche a un mouvement, qui est s´eparable du mouvement des autres ´etoiles (plus ´eloign´ees), qui d´efinissent le ciel. Deux ´etoiles li´ees physiquement, composantes d’un syst`eme multiple, auront la mˆeme valeur de mouvement propre, aux erreurs de mesures pr`es (voir annexe B). Il faut aussi, pour les ´etoiles les plus proches en particulier, tenir compte de la diff´erence de mouvement propre induite par le mouvement orbital du compagnon. C’est pourquoi la mesure de celui-ci peut permettre de confirmer la nature d’´etoiles doubles visuelles. Ce mouvement propre peut ˆetre d´etermin´e, si :
1. On poss`ede deux images du champ contenant l’objet dont on veut calculer le mou-vement propre, prises `a quelques ann´ees d’intervalle (voir annexe B).
2. On est capable de mesurer le mouvement d’ensemble du ciel afin de le soustraire au mouvement du candidat entre les deux dates pour obtenir le mouvement propre
110 Exploitation des donn´ees
du candidat.
3. On peut transformer le mouvement en pixel du candidat en secondes d’arc, sur le ciel. Eventuellement, on peut calculer un mouvement propre absolu sur le ciel, c’est-`a-dire le mouvement par rapport `a une position dont on connaˆıt pr´ecis´ement la d´eclinaison et l’ascension droite. Toutefois, il n’est pas n´ecessaire pour comparer les mouvements propres de deux ´etoiles de disposer de cette valeur absolue.
Pouvoir effectuer les points 2 et 3 s’appelle poss´eder une solution astrom´etrique.
Classiquement, pour d´eterminer le mouvement d’ensemble du ciel, on utilise dans les images des ´etoiles de r´ef´erence. On suppose que les mouvements propres de ces ´etoiles sont n´egligeables par rapport au mouvement de l’ensemble du groupe. Ce peut ˆetre faux pour certaines d’entre elles, et l’id´eal bien sˆur consisterait `a connaˆıtre les mouvements propres des ´etoiles de r´ef´erence. Ce n’est pas le cas ici, mais en prenant suffisamment de r´ef´erences on limite le probl`eme. Plus le nombre d’´etoiles est faible, plus l’erreur commise (bruit) est grande. C’est une des difficult´es inh´erentes `a cette mesure, et sur laquelle je reviendrai. On peut aussi imaginer de ne pas consid´erer une r´ef´erence dont le mouvement exc`ederait une certaine valeur.
Le mouvement d’ensemble sera le mouvement du ciel mesur´e, et ˆot´e de celui du candidat int´eressant dans l’image.
Pour faire une mesure de mouvement propre, il s’agit donc de passer par deux ´etapes qui repr´esentent des difficult´es totalement diff´erentes :
1. le rep´erage pr´ecis de la position des objets int´eressants, ainsi que des ´etoiles de r´ef´erence, dans les deux images consid´er´ees.
2. Le calcul d’une solution astrom´etrique permettant d’obtenir une mesure de mouve-ment propre `a partir d’une mesure de diff´erence de position sur le ou les candidats. Je vais d´ecrire dans la section suivante la proc´edure que j’ai utilis´ee pour ces deux ´etapes.