DIMM
GSM
Mast
Scidar
Corona
Sonics
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DIMM
: Differential Image Motion Monitor
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Le paramètre le plus
caractéristique de la turbulence astmosphérique est sans
doute le seeing. Le seeing est le plus petit détail que l'on
peut voir sur un objet céleste en présence de turbulence.
Les valeurs typiques rencontrées dans les bons sites
astronomiques sont de l'ordre de 0.7 seconde d'arc. Un "mauvais seeing"
correspond à des valeurs supérieurs à 1.5 seconde
d'arc. Dans les campagnes française, les valeurs
observées sont généralement comprises entre 1 et 2
secondes d'arc. Les images ci-dessous sont une simulation de ce qu'on
verrait en observant la planète Jupiter sous différentes
conditions de turbulence.
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The first parameter that characterizes
atmospheric turbulence is the seeing. As every amateur astronomer
knows, turbulence blurs the images. Seeing is defined as the sharpest
details that can be seen on astronomical images in presence of
turbulence. Typical values in good astronomical sites are around 0.7
arcsec. “bad” seeing is above 1.5 to 2 arcsec.
Images below are a simulation of what would like the planet Jupiter
observed under different turbulence conditions.
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Une manière simple de mesurer le
seeing est le DIMM (Differential Image Motion Monitor). Il s'agit d'un
petit télescope (280 mm de diamètre dans notre cas)
équipé d'un masque à deux trous au niveau de son
ouverture. Dans notre cas, ces trous font 6 cm de diamètre et
sont séparés de 20 cm. L'un des trous est fermé
par une lame à faces parallèles, l'autre est
équipé d'un prisme à faible déviation
(environ 1 minute d'arc) qui permet de former au foyer deux images. Ces
images se déplacent l'une par rapport à l'autre à
cause de la turbulence : plus celle-ci est forte, plus les images
bougent.
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DIMM images of the star
Canopus
(medium turbulence, seeing=0.9arcsec) |
Le principe est le suivant : on réalise des séquences de
2 minutes pendant lesquelles on prend des images à courte pose
(5 et 10 ms de pose). Sur ces images, on calcule le barycentre des deux
images de l'étoile, et on en fait la différence dans les
deux directions, X et Y. Ce qui donne des courbes comme l'exemple
ci-dessous. Sur ces courbes, on calcule les variances des
différences de position, et on en déduit le seeing via un
modèle analytique (voir Tokovinin, 2002, Pub. of the Astron. Soc.
of the Pacific, 114, 1156). Deux estimés du seeing sont en fait
calculés, ils sont moyennés. L'étape finale du
calcul consiste à compenser de la distance zénithale et
du temps de pose.
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An easy way to measure the seeing
is the DIMM (Differential Image Motion Monitor). The DIMM is a small
telescope (we use a Celestron 11") with a twin-hole
mask at its entrance pupil. In our case the holes are 6cm diameter
separated by
20cm. A glass prism is placed on one of the hole, a small deviation (1
arcmin) prism on the other one. At the focus, a fast CCD camera gives
twin images, moving according to the turbulence strength.
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Same with strong
turbulence,
seeing=2.3arcsec. Click to animate - Cliquer pour animer.
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We make 2 minutes sequences in which we take short-exposure (5 and 10
ms) images of
the twin star and compute their barycenter in X and Y directions. We
make the difference delta_X (resp. delta_Y) of the two X (resp. Y)
positions, and obtain 2 curves similar to the exemple below. The seeing
is deduced from the variance of delta_X and delta_Y via an analytical
model (see Tokovinin, 2002, Pub. of the Astron. Soc. of the Pacific,
114, 1156). Two seeing estimates are computed from each variance, then
averaged. Compensation from zenithal angle and finite exposure time is
performed to give the final seeing value.
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Ci-dessus : position du barycentre de chaque image de
l'étoile pendant une séquence de 2 mn. A droite l'abcisse
(X), à gauche
l'ordonnée (Y). Les courbes rouges sont les différences
sur lesquelles sont calculées les variances.
On obtient ainsi une valeur de seeing toutes les 2 mn, soit
idéalement 720 valeurs par jour. Les courbes sont
publiées semaine après semaine sur cette page. Les éventuels trous sont
dus à une perte de l'étoile par le télescope
(mauvais temps, problème de suivi, vent trop violent...)
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Above : position of the barycenter of each
image of the star within a 2mn sequence. Right: X position, left: Y
position. Red curves are the differences used for the computation of
the variances.
We obtain one seeing value every 2 minutes, i.e. 720 values per day in
optimal conditions. Curves are published weekly on this page. Lack of data are due to a loss of
the star by the telescope (bad weather, motor problem, strong wind...)
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