Observations de Cassiopée A

Cassiopée A est une source radio, la plus forte du ciel après le Soleil, située à une distance d’environ 11 000 années-lumière. Il s’agit du rémanent d’une supernova qui a été observable sur Terre dans la seconde moitié du XVIIe siècle. Sa densité de flux à 1,2 GHz est est seulement de 1292 Jy (Jansky).

A false color image of Cassiopeia A (Cas A) using observations from both the Hubble and Spitzer telescopes as well as the Chandra X-ray Observatory (cropped).
Image radio de Cas A (crédit NRAO/AUI/NSF)
Carte RA/DEC de la densité de flux de Cas-A (flux intégré dans 1MHz centré sur 1418,5 MHz – champ 1,6×1,6 degrés, définition 0,2 degrés) – image 81 points – interpolation linéaire F6CNB / N5CNB

Sur l’image de Cas A obtenue le 12 mars nous pouvons remarquer d’une part un décentrage en AH et d’autre part une forme pas tout à fait circulaire même sur les carte carrée calculées par François-Xavier N5FXH et Rémi F6CNB. Le 14 mars 2021, Bernard F6BVP a relancé une série d’observations selon une matrice 7×7 au pas de 0,4 degrés à l’extrême limite du domaine d’observation du radiotélescope en déclinaison (limite supérieure +60 degrés). Les deux cartes sont affichées ci-dessous côte à côte. A gauche observations d’un champ de 1,4×1,4 degrés et à droite un champ de 1,6×1,6 degrés. La géométrie de l’image radio de Cas A semble donc légèrement oblongue. Comme nous sommes dans les limites du lobe de l’antenne (1,2 degrés à 3dB) on pourrait se demander si ce lobe présente un défaut de sphéricité responsable de l’astigmatisme des cartes RA/DEC obtenues. Mais si on compare les cartes ci-dessous avec celle obtenue à partir des observation de Taurus A, on voit que l’image de cette dernière radiosource est très régulièrement circulaire même avec un pas d’observation plus fin. Il semble donc que le lobe de l’antenne soit bien circulaire et que c’est Cas A qui est un peu étirée dans le sens de l’ascension droite.

Le 12 mars 2021 Bernard F6BVP / AI7BG a dirigé le radiotélescope vers la radio source Cassiopée A, alias : Cas A, alias : 3A 2321+585, alias: AJG 109, alias : BWE 2321+5832, alias : 3C 461, …) afin de la cartographier selon 81 points de mesure espacés de 0,2 degrés. Les coordonnées de Cas A au moment du début des observations étaient les suivantes AD: 23h24m21.8s DE: +58°55’53 ». La commande du radiotélescope pour effectuer les observations des 9 X 9 régions espacées de 0,2 degrés se résume à la commande suivante :

cal28.py 23:24:21 58:55:53 0.2 9 1 O CAS-A.

Et voila ! L’application cal28 en langage Python écrite par Patrick F1EBK / W6NE calcule les déplacements à effectuer pour parcourir les 9 rangées et les 9 colonnes minute par minute de 23.45917 à 23.35250 en AH et de 58.13139 à 59.73139 en déclinaison. Au final, un fichier journal des coordonnées est écrit qui va servir à retrouver les enregistrements des spectres effectués simultanément par ailleurs. Les enregistrements des spectres moyennés sur 40 secondes sont transformés en une carte des puissances spectrales carrée de dimension 1,6 x 1,6 degrés d’angle. Une première mouture de cette carte a été rapidement calculée par Rémi F6CNB / N5CNB et figure sur les pages « Au jour le jour ». François-Xavier N5FXH a lui aussi calculé une carte en utilisant l’interpolation linéaire adoptée récemment.

De haut en bas, les densité de flux enregistrés dans les 81 directions, l’ascension horaire et la déclinaison
Carte RA/DEC 1,6×1,6 degrés des densités de flux de Cas A

Précédemment, le 4 janvier 2021, le radiotélescope était orienté vers Cassiopée A (Cas A) à la déclinaison de 58° 49′. Le spectrogramme illustre le transit de la radiosource Cas A dont le signal, bien qu’elle soit située à la limite de la voie lactée, se distingue facilement de celui de la raie hydrogène de la Galaxie. Son spectre de fréquence est continu dans la bande de fréquence observée et se traduit par une large zone horizontale bleue ciel. L’origine de la source de signal repose donc sur un phénomène physique totalement différent de celui de l’hydrogène neutre. Pour Cas A on parle de radiosources en continuum (spectre continu). Ce type de rayonnement peut être d’origine thermique. Mais pour Cas A il s’agit d’un rayonnement synchroton qui produit une émission radio due aux électrons qui se meuvent dans un champ magnétique. La raie à 21 centimètres a comme origine un changement de niveau d’énergie de l’hydrogène atomique (structure hyperfine).

04-01-2021

Spectres de fréquences de Cassiopée A et de la Voie lactée

L’étude du signal en dehors des fréquences de la raie spectrale de l’hydrogène H1 galactique permet de mesurer la densité de puissance relative du rayonnement de la radiosource Cas A lors de son transit.

Densité spectrale de puissance relative du signal lors du transit de Cassiopée A (1417 – 1419 MHz)

Bibliographie :