TYCHO TRACKER – Traquer un objet connu

Tycho Tracker est un logiciel développé par Daniel Parrott qui se sera peu à peu forgé une excellente comme solide réputation dans le monde amateur comme dans le monde professionnel. Aujourd’hui, il est notamment utilisé dans les programmes internationaux d’observations les plus sérieux pour repérer les géocroiseurs dangereux, s’imposant alors comme l’une des références logicielles en astrométrie fine en utilisant le catalogue GAIA EDR3 pour traquer plus globalement toutes les planètes mineures (astéroïdes et comètes) qu’elles soient connues ou à découvrir grâce à sa faculté à détecter presque automatiquement le moindre objet en mouvement dans une série d’images. En photométrie fine en utilisant le catalogue ATLAS, il permet également de nombreux travaux intéressants avec une haute précision (courbe de lumière des étoiles variables à pulsation rapide ou de la rotation d’astéroïdes).

Bien plus modestement dans cet exemple d’utilisation du logiciel, il permet de transformer n’importe quel petit télescope 2.0 automatisé comme le Seestar S50 en astromètre particulièrement performant. Dans cette démonstration du logiciel, je dévoile les grandes étapes sur l’exploitation d’une série de 131 images de 20 secondes unitaires correspondant à environ une heure d’observation le 1er mai 2025 de l’astéroïde 776 (Berbericia) découvert en janvier 1914 par Adam Massinger.

Pour obtenir une photométrie correcte étant donné que le capteur du Seestar S50 est couleur, la manœuvre consistera à ne conserver que la couche verte.

I) Ouvrir une suite de fichiers FITS d’une observation

Détails des opérations visibles dans cette vidéo :

  • Dans Image Manager > Menu List > Add images…
  • Sélection de la suite d’images couleur originales de l’observation produites par le Seestar
  • En bas de Image Manager, on peut voir à la fois le temps total effectif d’intégration (20 s x 131) et le temps d’observation qui sont potentiellement toujours un peu différents

II) « Express mode » pour calibrer, séparer les couches couleur et résoudre les champs d’une seule passe

Détails des opérations visibles dans cette vidéo :

  • Dans menu Action > Express Mode
  • La palette Express Mode permet l’enchainement d’une seule passe de plusieurs opérations
  • Dans le cas du Seestar, on alignera pas tout de suite les images depuis Express Mode étant donné son capteur couleur
  • L’opération en une passe consistera tout d’abord à calibrer (normalisation et suppression des pixels chauds), séparer les couches couleur et résoudre astrométriquement toutes les couches (TG, TB, TR)

III) Isoler la couche TG de la suite d’images

Détails des opérations visibles dans cette vidéo :

  • On va isoler la couche verte TG qui est la mieux calibrée pour la photométrie pour un capteur couleur
  • L’opération consiste tout simplement à exclure les couches TB et TR de la suite d’images
  • Pour rendre l’opération particulièrement agréable et rapide, une fonction groupée existe
  • Dans Image Manager > Menu Selection > By filter…
  • Dans la nouvelle fenêtre, sélectionner la couche (TR ou TB) que l’on souhaite extraire de la liste
  • Automatiquement, toutes les images relatives à TR ou TB sont sélectionnées
  • Dans Image Manager > Menu List > Remove Selected

IV) Aligner la suite d’images conservées de la couche TG

Détails des opérations visibles dans cette vidéo :

  • Les images TG ont été précédemment calibrées et résolues astrométriquement
  • Il reste la dernière étape consistant à les aligner avant de passer à l’analyse observationnelle
  • Dans menu Action > Align images

V) Lier les éphémérides à la suite d’images

Détails des opérations visibles dans cette vidéo :

  • Pour lier toutes les circonstances des observations (altitude, azimut, distance de l’objet à la terre en UA, distance de l’objet au soleil en UA, élongation,…), la fonction des éphémérides est cruciale
  • Dans Image Manager > menu Ephemeris > Attach From JPL Horizons
  • La source est particulièrement sérieuse et sûre car il s’agit ni plus ni moins de la NASA (lien ci-dessous)
  • Dans JPL Horizons Interface > Saisir l’ID Target de la cible soit le numéro de l’astéroïde dans mon exemple (776)
  • Cliquer sur Check Object : Vérifier que la cible est la bonne dans les informations obtenues
  • Dans JPL Horizons Interface > Menu Ephemeris > Attach to Dataset
  • Les données d’éphémérides apparaissent pour chaque image dans les colonnes à droite

https://ssd.jpl.nasa.gov/horizons/app.html#

VI) Extraire la liste des objets connus dans la série d’image pour se centrer sur la cible d’observation

Détails des opérations visibles dans cette vidéo :

  • On va demander à TYCHO TRACKER de lister les objets connus dans la suite d’images dont notre cible 776
  • Pour ce faire, il faut déjà ouvrir Image Viewer pour inspecter les images brutes TG
  • Menu Action > Image Viewer
  • Dans Image Viewer > Menu File > Load Known Objects
  • Si les bases de données du MPC ne sont pas à jour et qu’une mise à jour automatique est prévue sous 72 heures maximum, une actualisation des bases s’enclenche comme dans cet exemple
  • Quand la mise à jour des bases MPC s’achève, la fenêtre Known Objects s’ouvre et révèle notre astéroïde 776 dans la liste des cibles présentes dans la suite d’images
  • La sélection même de la cible conduit TYCHO TRACKER au verrouillage sur elle

VII) Se caler sur l’objet cible et paramétrer la console pour extraire 6 observations

Détails des opérations visibles dans cette vidéo :

  • L’astéroïde 776 est sélectionné comme cible d’étude
  • Click droit de la souris > Un menu apparaît > Sélectionner Add to Track Navigator
  • En sélectionnant Add to Track Navigator, vous confirmez qu’il s’agit de la cible traquée sur les 131 images
  • Les positions de l’astéroïde 776 apparaissent pour les 131 images dans Track – Positions
  • De même, la fenêtre Track Navigator affiche une ligne de synthèse sur l’objet traqué sur sa vitesse angulaire apparente, son PA comme sa magnitude
  • Sur la ligne de synthèse dans Track Navigator > Click droit de la souris > Verify Track
  • La fenêtre Verify Track fait son apparition et une animation blink du mouvement de la cible dans la durée d’observation s’enclenche
  • La fenêtre Verify Track est décisive car c’est elle qui va permettre de sélectionner le nombre final d’observations que nous souhaitons retenir pour les mesures (dans cet exemple, 6 sur 131)
  • TYCHO TRACKER considère alors que pour améliorer le SNR sur l’astéroïde étudié, il convient d’additionner un certain nombre d’images par lots d’observations soit sur 6 lots
  • Mathématiquement, le comportement de TYCHO TRACKER est assez simple à comprendre : 131 images / 6 lots soit 22 images compilées par observation
  • Dans Verify Track > Cliquer sur Add Observations
  • Renseigner la fenêtre Object Designation > Cliquer sur OK
  • La fenêtre Observations — All targets synthétise les 6 observations finales retenues
  • En sélectionnant désormais chaque observation dans la même fenêtre, on obtient un aperçu d’une image de ces observations dont le SNR est considérablement amélioré par addition de 22 images
  • Il est possible dans le menu Report de Observations — All targets d’éditer automatiquement un rapport au format ADES ou MPC1992 des six observations pour les déclarer

VIII) Vérifier la qualité des 6 observations en estimant la valeur du résidu maximum

Détails des opérations visibles dans cette vidéo :

  • En finalité, avant de publier des mesures, il est important d’en vérifier la pertinence par rapport à l’orbite parfaite supposée de l’astéroïde
  • Cette pertinence s’exprime par une valeur de résidus en AD comme en DEC
  • L’ensemble de ces résidus moyennés ne devront pas dépasser une certaine limite maximum
  • Sélectionner les 6 observations dans la fenêtre Observations — All Targets
  • Click droit de la souris > Dans le menu qui apparaît > Sélectionner View with Published Observations
  • La fenêtre Text form — Observations s’ouvre > Cliquer sur Compute Orbit…
  • Dans la fenêtre Orbit (indicatif de la cible – ici 776), dérouler tout jusqu’en bas jusqu’à ce que vos observations apparaissent (reconnaissables à votre ObsCode – ici 247 qui est le code des observateurs itinérants du MPC)
  • Sélectionner les six lignes des six observations réalisées
  • Les estimations des résidus en AD et DEC, tout comme le résidu max apparaissent
  • Le résidu maximum de cette suite de six mesures sur l’astéroïde 776 est estimé à 0,279″

Le résidu maximum de cette série de 6 observations est inférieur à 0,5″, ce qui pour le MPC est jugé comme une très bonne précision.

En savoir plus sur la valeur de ce résidu maximum d’une observation complète : Précision des mesures CCD