L’UVEX by Shelyak : première lumière

Par Olivier Garde

J’ai eu la chance de pouvoir tester l’un des deux prototypes de la version de l’UVEX réalisés par Shelyak Instrument. Cette version de l’UVEX se distingue des versions « impression 3D » déjà réalisées par plusieurs équipes sur quelques éléments très visibles :

C’est un boîtier métallique.
On dispose sur le boîtier d’un bouton de réglage qui permet de faire la mise au point des 2 miroirs internes du spectroscope.
On accède au réseau par le côté de l’instrument ; on peut donc changer facilement de réseau.

Installation des caméras et modules

J’ai installé sur l’UVEX une caméra ASI 183 MM pro (CMOS), un module d’autoguidage Alpy avec une caméra ASI 174 mini et un module de calibration Alpy. Le tout est monté sur un télescope Ritchey-Chrétien de 12 pouces (305mm de diamètre à f/8). La fixation des divers éléments ne pose aucun problème particulier.

Pour le tout premier essai, j’ai installé sur le porte réseau, un réseau de 300 tr/mm blazé à 500nm. La fixation se fait facilement grâce à 4 vis qui maintiennent les 2 brides de fixation en nylon.

Puis on insère le porte réseau dans le boîtier de l’UVEX, le support du réseau est équipé d’un détrompeur.

Premier spectre

Le premier spectre a été réalisé sur Vega avec des poses très courtes de 0,5s afin de ne pas saturer le spectre.

Ci dessus, un spectre brut de Vega et pour le traitement final, j’ai réalisé 21 poses. Je n’ai pas effectué un traitement propre aux capteurs CMOS, mais un traitement classique CCD à base de bias, dark et flat. Un traitement CMOS aurait pu permettre un meilleur rapport signal/bruit dans la partie extrême bleue. La calibration a été faite avec les raies de Balmer du spectre (pour déterminer le polynôme de calibration) et de la lampe Ar/Ne du module de calibration Alpy (pour « caler » le spectre à une longueur d’onde donnée). La résolution obtenue avec ce réseau et l’ASI 183 MM est de l’ordre de 750.

Essais avec un réseau de 1200 tr/mm

J’ai essayé un réseau de 1200 tr/mm blazé à 400nm, optimisé pour la partie bleue du spectre. J’ai réglé l’inclinaison du réseau grâce à l’aiguille de réglage du boîtier de l’UVEX en pointant le télescope sur le ciel (pas directement sur le soleil bien sur !!!).

On arrive facilement a repérer les raies H et K du Calcium II. Le réglage permet d’avoir sur ce spectre une plage en longueur d’onde de 3650 Å à 4780 Å avec une résolution de R=2853 (mais en réglant un peut mieux la mise au point on peut atteindre les 3000). Puis essai sur Vega avec ce réseau de 1200 tr/mm.

Voici à quoi ressemble un spectre brut avec ce réseau tel qu’il apparait au moment des acquisitions. J’ai réalisé 21 poses de 4s sur Vega durant une nuit qui n’était pas très transparente avec quelques passages nuageux.

Et toujours un traitement classique CCD sur ce spectre. La résolution de ce spectre est d’environ R=3000.

D’autres essais avec divers réseaux

Il est très facile de changer de réseau avec cet UVEX. On peut ainsi utiliser des réseaux de 300, 600, 1200 et 1800 tr/mm blazés à divers longueurs d’onde selon le domaine spectral que l’on compte étudier.

Réseau de 300tr/mm blazé à 500nm

HD 175638 Mag. V=4,57 Type A5V 11 x 60s

M57 6 x 300s

VV Ser Mag. V=11,80 3 x 900s

Réseau de 1200 tr/mm blazé à 400nm

Avec ce réseau on obtient une résolution R=3000 avec un traitement « classique CCD », un traitement CMOS aurait permis d’avoir un meilleur SNR dans le bleu.

Gam Cyg Mag. V=2,23 Type F8Ib 8 x 60s

WR134 Mag. V=8,08 Type WN6 3 x 900s

Eps Cyg. V=2,48 Type K0III 11 x 60s

V1016 Cyg Mag. V=11,2 Symbiotic Star 8 x 900s

Réseau de 600 tr/mm blazé à 750nm

A l’occasion d’une campagne de mesure à l’OHP, on pu faire avec Christian Buil et Stéphane Charbonnel quelques spectres avec le prototype #2 de l’UVEX en utilisant ce réseau de 600 tr/mm dans le proche IR. On aurait pu aller plus loin en longueur d’onde mais pour bien se repérer dans le proche IR on a préféré avoir la raie H Alpha sur le spectre. Ici la résolution est de l’ordre de R=1800 et le traitement des spectres a été réalisé par Christian avec la toute dernière version d’ISIS V6.0.0 qui permet de faire le process CMOS.

Le RC 12′ et l’UVEX #2 sur le site de l’OHP (Photo : Christian BUIL)

Spectre de la Nova Cas 2020 (Mag V=12) Pose unique de 900s

Sur ce spectre de la Nova, on peut voir dans le proche IR, les 3 premières raies de l’Hydrogène de la série de Paschen en emission.

V1413 Aql (Mag. V=11,5) Symbiotic Star 4 x 900s

Ce spectre a été réalisé dans des conditions difficiles : rafales de vent, passage de nuages et problèmes avec la monture…

Conclusion

Ces premiers essais sur cette version Shelyak de l’UVEX ont été particulièrement concluants. J’ai apprécié la facilité de changer un réseau ou encore de pouvoir accéder de l’extérieur au réglage de la focalisation interne du spectrographe. La fixation de la caméra sur le spectrographe est très rigide et simple à mettre en œuvre. On peut également fixer les modules Alpy 600 grâce à une bride d’adaptation. Le spectrographe est maintenant de retour chez Shelyak pour valider quelques éléments mécaniques qui peuvent être optimisés.

Quelques liens utiles

Le site internet dédié au projet UVEX : http://spectro-uvex.tech
Le traitement des spectres avec une caméra CMOS : http://www.astrosurf.com/buil/UVEX_soft/
Le forum spectro ARAS et la rubrique UVEX : http://www.spectro-aras.com/forum/viewforum.php?f=45
Un webinar sur les divers réalisations de l’UVEX : https://www.youtube.com/watch?v=QHcY9vhOHTM

Un petit complément à cet article de Olivier Garde. Les premiers essais du prototype UVEX sur le ciel sont très prometteurs ; et c’est un plaisir de partager ces informations avec vous. Les grands principes de la conception sont maintenant validés : architecture générale de l’instrument, changement rapide de réseaux, focalisation par le mouvement du miroir M2, fixation de la caméra, réglage de la lentille de sortie, etc. On peut dire que cet instrument est « bien né ».

Pour autant, ce prototype montre aussi quelques points à améliorer ; c’est bien normal (c’est à ça que sert un prototype !). Alors on continue de travailler sur la conception pour vous offrir un instrument de grande qualité. Il est donc encore un peu tôt pour annoncer une date de sortie officielle.

François Cochard

Shelyak Instruments