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COSMAX, Créer des cartes du ciel

Créer des cartes du ciel

Réalisation d’une carte du ciel utilisant une semaine de données

La commande :

crée une carte du ciel (enregistrée dans le fichier counts_map_#semaine_option.fits) pour la semaine entière sélectionnée (notée ‘#semaine’) pour une projection (notée ‘option’) parmi trois possibles : cel, gal et ait (voir ci-dessous).

Ces cartes peuvent être visualisées avec la commande ds9 [1]

Option ‘cel’

La carte (exemple ci-dessous) est en coordonnées célestes et en projection cartésienne. L’échelle de DEC (ordonnée) s’étend de -90° à +90°. L’échelle en RA (abscisse) décroit de 180° à -180°, de telle sorte que le point RA=0, DEC=0 (appelé point vernal, position apparente du Soleil à l’équinoxe de printemps) soit au centre de la figure. Le plan de la Galaxie forme une courbe en cloche. Cette projection ne conserve pas les superficies, les zones situées près des pôles étant très dilatées par rapport à celles proches de l’équateur.

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Carte en projection cartésienne et en coordonnées celestes.

Option ‘gal’

La carte (exemple ci-dessous) est en coordonnées galactiques et en projection cartésienne. L’échelle en B (ordonnée) s’étend de -90° à +90°. L’échelle en L (abscisse) décroit de 180° à -180°, de telle sorte que le point L=0, B=0 (le centre galactique) soit au centre de la figure. Le plan de la Galaxie s’étend le long de l’axe B=0. Cette projection ne conserve pas les superficies, les surperficies près des pôles étant très dilatées par rapport à celles près de l’équateur. Ce type de cartes peut être utilisée pour trouver les coordonnées (L,B) de sources brillantes en utilisant le curseur dans ds9.

PNG - 563.2 ko
Carte en projection cartésienne et en coordonnées galactiques.

Option ‘ait’

La carte (exemple ci-dessous) est en coordonnées galactiques et en projection Hammer-Aitoff. Certaines courbes à L et B constants sont représentées. Cette projection conserve les superficies, d’où son utilisation très courante en astronomie.

La commande suivante a été utilisée :

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Carte en projection Hammer-Aitoff et en coordonnées galactiques.
La position de sources brillantes a été ajoutée (3 pulsars, dans le plan galactique et 5 blazars, en dehors).

Création d’une carte du ciel avec sélection

La commande :

permet de créer une carte où les photons ont été sélectionnés : en temps d’arrivée, compris entretime_minettime_max, exprimés en MET (ces temps doivent être compris dans les limites de la semaine sélectionnée)  note : entrertime_min=0ettime_max=0 permet de sélectionner tous les photons du fichier). en position, dans une région du ciel circulaire centrée au point de coordonnées (RA, DEC) et de rayonren énergie entreeminetemax, exprimés en MeV.

En plus du fichiercounts_map_#semaine.fitsvisualisable avecds9, un fichier des photons sélectionnés est créé sous le nomlat_photon_weekly_w#semaine_p130_v001_temp.fits

Création d’un film d’animation illustrant l’évolution temporelle d’une source

La commande :

permet de créer une animation
- où le temps d’arrivée des photons est compris entretime_minettime_max, exprimés en MET (ces temps doivent être compris dans les limites de la semaine sélectionnée ; note : entrertime_min=0ettime_max=0permet de sélectionner tous les photons du fichier) etdelta_test la période couverte par chaque image (en seconde) Des sélections optionnelles peuvent être réalisées :
- en position, dans une région du ciel circulaire centrée au point de coordonnées (RA,DEC) et de rayonr ;
- en énergie entreeminetemax, exprimés en MeV. Le fichier résultant, en format « gif animé », est stocké sousmovie/mov_#semaine.gif. Il peut être visualisé par exemple avec firefox :

Des exemples sont donnés dans la rubrique Quelques exemples pour débuter pour le sursaut gamma et l’éruption solaire.

Description de la carte du ciel

Les photons proviennent essentiellement de quatre composantes :

  • le fond diffus d’émission galactique, principalement dû à l’interaction des rayons cosmiques avec la matière de la galaxie (gaz, poussière) ; il contribue à rendre le plan de la Galaxie si visible ;
  • le fond diffus isotrope (c’est-à-dire spatialement uniforme) dont l’origine est incertaine ; Il est peut-être constitué de différentes composantes, certaines connues (noyaux actifs de galaxie non résolus), d’autres plus hypothétiques (autres types de galaxie, matière noire).
  • un bruit de fond instrumental résiduel, correspondant à des particules différentes des rayons gamma cosmiques, qui sont mal identifiées et passent « à travers les mailles » des outils de rejection. Ce bruit de fond est plus ou moins uniforme comme le précédent. Pour la plupart des applications pratiques ils sont considérés comme une composante unique et non séparément ;
  • des sources ponctuelles, soit galactiques : pulsars, nébuleuses de pulsars et autres restes de supernova, binaires X, amas globulaires, soit extragalactiques : noyaux actifs de galaxie et sursauts gamma. Le catalogue le plus récent, publié en 2012 et établi avec 2 ans de données compte 1873 sources. Les trois sources les plus brillantes, qui ont une luminosité constante (ou quasi-constante) sont des pulsars : les pulsars de Vela, Geminga et du Crabe. Ils produisent une émission pulsée avec des périodes de 89 ms, 237 ms et 33 ms respectivement, avec très peu de photons au-delà de 10 GeV (10000 MeV), comme le montre la carte ci-dessous réalisée avec des photons au-delà de ce seuil.
PNG - 217.2 ko
Carte en projection Hammer-Aitoff et en coordonnées galactiques, pour des photons d’énergie supérieure à 10 GeV.

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