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Le Soleil dans la lumière de la raie K du Calcium
Crédit: Marc Distexhe (juillet 2024)


A des hautes températures, comme dans les couches extérieures du soleil, il y a suffisamment d'énergie pour arracher des électrons au Calcium et l'ioniser. Dans le Calcium ionisé une fois (noté CaII), les électrons restants peuvent être excités par des photons, qui sont capturés, ce qui produit des raies d'absorption à des longueurs d'onde bien spécifiques. Les principales sont les raies H et K, dans le proche ultraviolet. En Calcium "K", K fait référence au nom de la raie du spectre solaire située à 393 nm. Au coeur de ces raies, la lumière de la photosphère est donc bloquée, ce qui permet de ne capter que la lumière plus ténue de la chromosphère qui surplombe la photosphère.
Au centre de ces raies d'absorption, une composante en émission se produit quand des électrons sont excités dans la chromosphère par les collisions entre particules dans les structures chaudes et denses. Lorsque ces électrons reviennent à leur niveau antérieur, un photon est émis, ce qui rend la structure brillante.
Dans cette superbe image, on voit ainsi la granulation photosphérique, mais inversée par rapport à la lumière blanche. Les grains sont sombres (effet d'absorption). La super-granulation, un motif en cellules qui regroupent des dizaines de granules, dont les bords sont brillants (composante en émission). C'est le réseau chromosphérique, qui couvre toute le surface solaire.
On voit également des plages brillantes, zones où les champs magnétiques sont renforcés (composante en émission), dont la contrepartie photosphérique sont les facules. Elles sont associées aux groupes de taches solaires et sont visibles sur tout le disque solaire, contrairement aux facules, détectables seulement près du limbe. Ces plages sont beaucoup plus contrastées dans la raie du Calcium que dans la raie H-alpha.
On voit aussi les fameuses taches solaires, qui sont bien visibles avec l'ombre et la pénombre, comme dans la photosphère. Les taches, et en particulier leur pénombre, sont bien moins marquées en H-alpha.
On voit bien le limbe qui se dessine en périphérie avec des protubérances comme en H-alpha, mais ces protubérances et les filaments sur le disque sont nettement moins contrastés qu'en H-alpha.
Enfin, l'assombrissement centre-limbe est moins perceptible qu'en lumière blanche.
Ces différences de visibilité des différentes structures chromosphériques entre les images Calcium II et H-alpha proviennent du fait que la raie du Calcium se forme à une altitude plus basse que la raie H-alpha. Les deux raies sont donc complémentaires.
 
Détails de la prise de vue
Dans l'ordre du passage de la lumière dans l'instrument: ERF 150 Bi-bande Antlia (permet le passage des longueurs d'onde centrées Ha 656.6 nm et CaK 396.8 nm avec un bande passante de plusieurs nanomètres, rejette les autres longueurs d'onde)
Lunette TS 155 focale 1240 mm.
Filtre Antlia 393,3 nm, bande passante 3 nm.
Filtre Alluxa CaK 393.37 nm, bande passante 1.4 Angström !
Ce filtre hyper sélectif laisse passer le vert, rouge et les IR d'où la nécessité du filtre précédent.
Caméra Asi 1600 dont le grand capteur permet de capturer le soleil en entier.
Temps de pause 0.076 ms , gain 0.
Film de 30 sec.
Empilement de 20 images avec AS3.
Traitement déconvolution avec IMPPG et masque flou avec Photoshop.

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