Astrophotographie
Depuis les premières observations lunaires esquissées par Galilée en 1616, les premiers croquis de la Nébuleuse d’Orion par Christian Huygens en 1659, ainsi que les dessins de Charles Messier au milieu du 18ème siècle, et le daguerréotype de l’étoile Véga réalisé en 1850 par Whipple et Black, les photos argentiques ont tenu une place prépondérante. Bien que certains, avec une obstination passionnée, persistent à utiliser cette technique, l’avènement des capteurs CCD puis CMOS, accompagné de la création de montures équatoriales motorisées, ainsi que des logiciels permettant leur contrôle et le traitement en masse des images, ont considérablement propulsé l’astrophotographie, en particulier parmi les amateurs. Les superbes images capturées par le télescope Hubble et, plus récemment, par le JWST (James Webb Space Telescope), ont largement contribué à cet engouement.
Pourquoi se limiter à observer ces objets à l’oeil nu à travers un oculaire ? Il est certes merveilleux de plonger son regard dans l’oculaire d’une lunette ou d’un télescope pour contempler une nébuleuse, une galaxie ou un amas stellaire. Cependant, la plupart du temps, ces observations se font en noir et blanc en raison de notre perception visuelle, comme nous le verrons dans la section sur le traitement.
En moyenne, notre oeil forme une image toutes les 1/30 secondes, puis la remplace par une autre. Nos yeux réalisent donc des poses très courtes, ce qui est crucial pour percevoir les mouvements. Alors, pourquoi ne pas opter pour un Appareil Photo Numérique (APN) ou une caméra numérique, permettant des poses beaucoup plus longues, allant de quelques dizaines de minutes à quelques heures ?
Cela n’est pas aussi simple. L’objectif est de capturer un maximum de photons provenant des objets célestes (le « signal ») tout en minimisant les « bruits » parasites comme expliqué dans la section pré-traitement à venir. Un temps de pose excessivement long peut entraîner la saturation du capteur, enregistrant ainsi des éléments indésirables tels que les trainées d’avion, de satellites, d’étoiles filantes, ou même la lumière lointaine des phares d’une voitures. De plus, le suivi sidéral peut présenter des imperfections dans le temps, provoquant des trainées d’étoiles sur l’image.
Une solution largement utilisée consiste à prendre un grand nombre de photos (les « brutes »), puis à les « empiler » numériquement. Cette technique permet de réduire considérablement le bruit : en moyenne, le rapport Signal/bruit (RSB) double lorsque le nombre de poses est quadruplé. Ainsi, la qualité de la photo finale dépend fortement du nombre de clichés pris.
Quel est l’intérêt de l’astrophotographie pour l’astronome amateur, l’enseignant et ses élèves, ou le chercheur ?
Capturer une « belle photo » d’un objet du ciel profond pour la partager est certes gratifiant, mais l’intérêt principal réside dans l’apprentissage et la maîtrise de techniques variées : choix du matériel, orientation du trépied, équilibrage, mise en station du télescope, mise au point, sélection des temps de pose, pré-traitement pour améliorer la qualité de l’image finale, acquisition des « brutes » en fonction du temps de pose défini, et enfin traitement des images pour obtenir un résultat final.
Il faut également résoudre divers problèmes pouvant survenir avant, pendant et après la prise de vue : problème de suivi, de mise en station, des conditions météorologiques, de la pollution nocturne de mise au point (qui va varier en fonction de la température nocturne), s’assurer que le retournement de la monture au méridien en pleine nuit se passe correctement, passage de nuages en pleine nuit entraînant une perte du suivi automatique….
Mais surtout, cela implique une compréhension approfondie de la mécanique céleste, de l’optique, du fonctionnement des lunettes et télescopes, des APN et des logiciels (Stellarium, Siril, phdguiding APT, Pixinsight, Deepskystacker, Gimp etc…). Il offre également la possibilité de faire des découvertes telles qu’une nouvelle comète, astéroïde ou nébuleuse.
Et par-dessus tout, il offre une véritable expérience de voyage dans le temps !
Au-delà de l’aspect artistique, l’astrophotographie ouvre la porte à des activités de recherche telles que la détection d’exoplanètes (par photométrie), la recherche de supernova, la surveillance des variations de luminosité des étoiles variables, la recherche d’astéroïdes ou de comètes, la détermination de la formation d’astéroïdes etc… pour l’astrophotographie solaire ou planétaire, elle permet également de suivre les variations de l’activité de notre soleil et les changements de surface des planètes.
Dans cet article, nous nous limiterons à l’astrophotographie du ciel profond, en utilisant une monture équatoriale motorisée pour le suivi et une caméra CMOS pour l’imagerie.
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