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Mesures de raies: fonction parabolique

Les raies d'absorption de CaII et de CN choisies sont à peu près symétriques, d'où leur choix. Plutôt que d'ajuster une gaussienne à travers les points de ces raies, j'ai opté pour une fonction parabolique. C'est une fonction plus simple car elle ne possède pas d'ailes comme la gaussienne. Les ailes d'une gaussienne, dans le contexte où le niveau du continu est bien incertain, ont tendance à s'étaler et définissent une surface faussement large. On évite ce problème avec la parabole. De toute façon, c'est la position du continu qui est la plus grande source d'erreur. La figure gif montre la mesure de flux des raies selon une paramétrisation parabolique.

 

Originellement, la mesure du rapport CaII/CN suivait les étapes suivantes:

mais par la suite, les étapes 3 et 4 ont changé:

De cette façon, en divisant chaque raie d'abord par un trapèze de largeur fixe, on amoindrit l'effet des différentes résolutions spectrales qui peuvent exister. En effet, de légères corrélations existent entre la force relative de raies adjacentes, par exemple entre la force relative de CaII 8498 Å et CN 8503 Å . Cette corrélation est éliminée en divisant par le trapèze.

Pour faire ces mesures de raies, j'ai développé un programme C, meso.c, me permettant de choisir, point par point, les données dont je tiens compte pour paramétriser les raies ou le continu. Son utilité tient à ce qu'il permet facilement d'enlever les points déviants. Comme chaque raie n'est échantillonnée que par six ou dix points, chaque point est important pour paramétriser une raie.

Une importante difficulté pour la mesure d'une raie dans les spectres d'étoiles C, et pour tout spectre d'absorption moléculaire, est celle de la contamination par d'autres raies adjacentes. Par exemple, sur la figure gifa, du côté rouge de la raie de CN 8503 Å , il y a une inflexion. C'est qu'en fait une petite raie se fond à la raie de CN 8503 Å . Pour cette raison, j'exclus les points à la droite de cette inflexion. Pour la raie de CaII 8498 Å (figure gifa ), lorsqu'on regarde plusieurs spectres, il semble aussi y avoir une faible contamination du côté bleu au bord de la raie. Quant aux deux raies de la figure gifb, CaII 8662 Å et CN 8648 Å , la contamination se manifeste principalement sur le bord des raies là où on fixe le continu. Pour cette raison, quand j'ajuste une parabole, je ne considère que les points bien au creux de ces raies.

Cela fait poindre le problème de la résolution spectrale. Quel est son rôle? La plupart des spectres que j'ai moi-même acquis ont la même résolution, j'y veillais de près lors de mes observations au télescope. Cependant, la majorité des spectres de KDI et de mes deux premières missions à l'OMM ont été obtenus avec différentes résolutions spectrales, généralement moins bonnes. Bien entendu, la petite inflexion dans la raie de CN 8503 Å n'est plus visible dans ces spectres, et d'autres raies bien distinctes auparavant se fondent à plus basse résolution.

La figure gif illustre ce problème. Il s'agit de spectres de la même étoile pris à différentes résolutions spectrales. Bien que la différence en résolution ne soit pas bien grande, elle affecte beaucoup l'aspect des raies. Par exemple, comparons la force des raies CaII 8662 et CN 8648. À faible résolution, la raie CaII 8662 semble bien plus forte par rapport à sa voisine, CN 8503, qu'à haute résolution. C'est parce que de petites raies se fondent à basse résolution et donne l'impression d'une raie CaII 8662 plus forte.

 
Figure: Influence de la résolution spectrale sur la morphologie des raies pour l'étoile TX Psc. Voici trois spectres obtenus à l'OMM avec une résolution de  4 Å ,  2 Å et  1.2 Å\ . a) est la région autour de la raie CaII 8498 Å et b) la région autour de la raie CaII 8662 Å . On voit qu'à  4 Å , en a), les raies CaII 8498 Å et CN 8503 Å se fondent et il est très difficile d'en faire la mesure.  

En somme, la question de la résolution spectrale demeure omniprésente dans l'interprétation des mesures de raies. Quand on mesure un rapport de raies CaII 8662 sur CN 8648, peut-on dire avec confiance que les variations observées sont réelles ou qu'elles résultent simplement de résolutions spectrales variables? La seule réponse est la suivante: il faut s'assurer du mieux possible que toutes les observations soient faites à la même résolution. C'est pourquoi, dans mon analyse, je n'utilise que les spectres observés au Chili et lors de ma troisième mission à l'OMM. Ce sont les observations avec la meilleure résolution spectrale, entre 1.2 et 1.4 Å.


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Loic Albert
Wed May 12 16:45:53 EDT 1999