IUFM de Paris Collège de Sciences Physiques

Photographier le Soleil

A l'aide d'une Webcam et d'un téléobjectif bas de gamme, il est tout à fait possible de photographier le Soleil, les taches solaires, et même de mesurer la période de rotation du Soleil sur son axe.

Matériel:

• Un téléobjectif (ici un zoom 90-300mm)
• Un pied photo
• Une webcam Philips Toucam pro
• Filtre solaire: feuille Astrosolar en vente dans les boutiques d'astronomie (20 euros la feuille A4)
• Un ordinateur

La webcam est fixée sur le cache arrière percé du téléobjectif à l'aide d'un capuchon de stylo collé à l'Araldite

Détail de l'adaptateur	La webcam montée sur le téléobjectif

Ce que l'on peut obtenir:

Le Soleil, le 29 juin 2003 11h30	Le Soleil, le 1 juillet 2003 9h30	Le Soleil, le 3 juillet 13h30	Le Soleil le 15 juillet 13 h

Comme on peut le voir sur les trois premières photos, les taches solaires se sont déplacées; le Soleil tourne sur son axe. Ici cet axe est dirigé vers le coin en haut à droite des photos.
Avec une optique de meilleure qualité, et prise hors des brumes parisiennes, les images gagneraient en netteté.

Logiciels utilisés:

• Pour la prise des clips vidéos à la webcam: le logiciel fournit, mais on peut aussi utiliser VirtualDub, qui fait très bien l'affaire
• Transformation du clip vidéo en images BMP: avi2bmp, logiciel gratuit téléchargeable sur internet
• Premier traitement avec avi2bmp, un compositage des images; cela élimine le bruit de fond important.
• Si on désire retravailler sur les photos, photoshop élément, pour sa fonction "niveau" qui permet de renforcer les noirs et les blancs.
• Plus sophistiqué: lorsqu'on se sent expert, le logiciel Iris (téléchargeable sur internet) fait ce qui est énoncé plus haut; transformation avi->bmp, compositage, réglage des niveaux. Mais il est plus difficile à utiliser.

Et pourtant il tourne !

Il est possible avec ces photos d'estimer la période de rotation du Soleil sur lui même.

A l'aide d'un logiciel de traitement d'image, Paintshop Pro ou photoshop, on isole le ciel et les taches solaire, cela permet d'enlever le "gris" de la surface du Soleil. On les colle successivement sur des calques superposés. Après les avoir ramené à la même échelle, et les avoir aligné sur l'axe de rotation, on "écrase" les calques.

On obtient l'image suivante:

Addition des trois images traitées

Comment estimer la période de rotation du Soleil sur lui même:

Imprimer l'image obtenue après superposition des différentes photos traitées. Le travail se fera sur la feuille imprimée.
Matériel:

• Crayon noir fin
• Équerre graduée
• Rapporteur
• Compas

Étape 1: déterminer l'axe de rotation du Soleil; Tracer la droite joignant les images de la même tache. Vérifier que les autres taches sont joignable par une droite parallèle. On obtient ainsi un "parallèle" à la surface du Soleil. Tracer la perpendiculaire à cette parallèle en son milieu. On obtient ainsi l'axe Sud Nord du Soleil Tracer la perpendiculaire à ce axe, en son milieu. On obtient ainsi l'équateur.
Etape2: représenter le Soleil, vu du pôle nord; A l'aide du compas, tracer en plaçant le pôle nord sur l'axe SN le Soleil vu de l'étoile polaire; en fait, seule la moitié qui est tournée vers la Terre est utile Si les taches solaire sont à de hautes latitude, tracer au compas le parallèle correspondant.
Etape 3: représenter les taches sur leur parallèle sur la représentation polaire. Mesurer la variation de leur longitude, c'est à dire les angles T1NT2 et T2NT3 En fait, il faut rajouter à ces angles l'angle du au mouvement de révolution de la Terre 0,04° par heure
Exemple de résultats: Durée Angle mesuré Angle de révolution de la Terre Angle de rotation solaire Période estimée 46 heures 25° 1,8° 26,8° 25,75 jours 52 heures 28,5° 2,2° 30,7° 25,4 jours Compte tenu du nombre important d'imprécision dues au recadrement des photos, à l'isolerment des taches solaire sur celles-ci, à la difficulté à réorienter correctement les trois photos dans la direction SN, à l'épaisseur des traits de crayon, etc... on peut s'estimer heureux de ne pas être tombé trop loin de la valeur de 25,04 jours affiché dans les livres d'astronomie!