Dans les profondeurs de l’espace

L’étape venant après le reflex numérique est une caméra CCD refroidie. Les experts utilisent des caméras monochromes et des filtres de couleur.

Même si certains astrophotographes réalisent des photos du ciel profond très impressionnantes avec des reflex numériques non refroidis, les astrophotographes investis se tournent vers les caméras CCD refroidies pour éviter le rapport signal/bruit défavorable des reflex numériques, par exemple. Avec un peu d’expérience, il en résulte des photos spectaculaires.

Un petit pas, pour passer du reflex numérique à une caméra CCD refroidie, consisterait à choisir une caméra munie d’un capteur couleur : on conserve ainsi l’un des avantages des reflex numériques, qui réalise une photo en couleur avec une seule image, tout en évitant le bruit d’une caméra non refroidie. Cependant, beaucoup de photographes du ciel profond préfèrent utiliser une caméra CCD refroidie avec capteur noir et blanc, parce que ces caméras sont nettement plus polyvalentes et que les capteurs noir et blanc ont généralement une sensibilité plus grande que les capteurs couleur.

Photos comparatives de la nébuleuse de la Tête de Cheval (Barnard 33, IC434) avec trois filtres Hα de différentes largeurs de bande passante :

Le temps d’exposition et le traitement étaient les mêmes pour toutes les photos. On voit nettement que, plus la largeur à mi-hauteur diminue, plus grandes sont les parties de la lumière (continue) des étoiles qui sont bloquées. Malheureusement, plus la bande passante est étroite, plus les exigences au niveau de la fabrication de ces filtres et, par là même, leur prix, augmentent.

Pour obtenir une photo en couleur, les capteurs noir et blanc nécessitent certes de réaliser (au moins) trois prises de vues en utilisant des filtres rouge, vert et bleu appropriés, mais ils permettent d’utiliser d’autres filtres (p. ex. des filtres à bande étroite et des filtres interférentiels). Ceci suppose qu’il soit possible de changer de filtre : un coulisseau porte-filtre ou une roue à filtres motorisée commandée par le logiciel d’enregistrement.

Les photographes du ciel profond, investis et qui se sont spécialisés dans les étoiles doubles ou les nébuleuses planétaires, par exemple, se laisseront guider par leurs exigences spécifiques au moment de choisir leur optique de prise de vues : pour ces très petits objets célestes, des distances focales de 2 000 mm à 3 000 mm peuvent permettre d’atteindre l’objectif que l’on s’est fixé. Pour photographier ces objets, il existe des optiques optimisées, de conception Ritchey-Chrétien ou Cassegrain. PPour photographier les nébuleuses de faible magnitude, on utilise en revanche des télescopes à courtes distances focales, souvent comprises entre 500 mm et 1 500 mm seulement, mais dotés d‘une grande puissance lumineuse et d’une grande ouverture. Ces télescopes sont capables de couvrir des champs de vision de la taille (au moins) des capteurs plein format. Dans le domaine des astrographes de grandes ouvertures et avec des champs de vision correspondants, on trouve de nombreux modèles spécialisés dont le prix peut atteindre celui d’une petite voiture.

Une monture parfaitement stable, placée sur un trépied correspondant ou une colonne, et un autoguider fiable, sont indispensables pour les photographes du ciel profond investis. Rien n’est aussi triste que de devoir constater, à la fin d’une longue nuit claire, que le long temps d’exposition n’a pas rendu les étoiles ponctuelles parce que la monture n’a pas fonctionné de façon optimale, qu’elle n’a pas été alignée de façon suffisamment précise ou qu’elle n’était pas suffisamment stable pour résister aux rafales de vent nocturnes.

Filtres et leur utilisation

Filtre Hα
Beaucoup de nébuleuses en émission ne montrent clairement leur structure que lorsque l’on utilise un filtre Hα. Ces filtres aident à bloquer de grandes parties du spectre lumineux, rendant ainsi la raie Hα de la nébuleuse plus visible à 656 nm, avec plus de contraste. L’effet de ces filtres dépend de la largeur de la bande passante : plus la bande passante d’un filtre est étroite (et plus sa conception pour une longueur d’onde spéciale est précise), plus l’effet observable peut être grand.

Filtre [OIII]
Ce filtre convient très bien pour photographier la plupart des nébuleuses planétaires et des rémanents de supernovae, parce qu’il réduit la lumière des étoiles de deux magnitudes et qu’il augmente nettement le contraste entre nébuleuse et fond céleste. De même, les bords apparaissent souvent plus détaillés qu’en photographie sans filtre. Les lignes spectrales de l’oxygène doublement ionisé se situent à 496 nm et 501 nm. Par conséquent, les filtres [OIII] habituels ont généralement des bandes passantes de 6 à 12 nm, dans la plage de 494 nm à 506 nm.

Filtre [SII] Ce filtre également transparent dans la zone des lignes spectrales rouges convient aussi pour photographier les nébuleuses en émission. Combinés à des filtres [OIII] et Hα, les filtres [SII] s’utilisent traditionnellement pour réaliser des photos de zones nébuleuses en fausses couleurs. La raie SII se situe à 672 nm. Les filtres [SII] habituels ont généralement des bandes passantes de 6 à 12 nanomètres autour de cette raie centrale.

Filtre Hβ Contrairement aux filtres Hα, les filtres Hβ sont transparents dans la zone de la lumière bleue. Ils conviennent pour photographier certaines nébuleuses en émission car ces zones nébuleuses ne rayonnent pas toutes fortement dans la raie [OIII]. Par conséquent, les filtres Hβ conviennent parfois mieux pour réaliser des photos en fausses couleurs. La raie Hβ se situe à 486 nm. Les filtres Hβ habituels ont généralement une plage de bandes passantes de 8 à 12 nm autour de cette raie centrale.

Pour pouvoir réaliser des photos en couleur avec des caméras CCD monochromes refroidies, il est indispensable d’utiliser des filtres couleur et/ou à bande étroite, comme nous l’avons précisé plus haut : un ensemble classique de filtres rouges, verts et bleus constitue très souvent le point de départ pour pouvoir réaliser des photos en couleur des objets célestes. Pour toutefois mettre en évidence des détails spécifiques de certains objets célestes, différents filtres à bande étroite ou filtres interférentiels peuvent être utilisés (voir encadré). Les images réalisées avec les différents filtres peuvent, lors du traitement subséquent, être attribuées aux canaux de couleurs d’une image, de façon à obtenir à partir des images en noir et blanc de différentes longueurs d’onde une photo en couleur lumineuse. Étant donné que des temps d’exposition de plusieurs heures ne sont pas rares en photographie du ciel profond, il convient d’avoir toujours avec soi des jumelles pour « se promener dans le ciel étoilé et l’observer », tandis que l’appareil photo installé sur le télescope traite les séries d’expositions.

Auteur : Ullrich Dittler / Licence : Oculum-Verlag GmbH