LES ETOILES DOUBLES ET VARIABLES
Voici Eta Carinae, une étoile quelque peu étrange de la constellation de la Carène... Il s'agit d'une étoile variable cataclysmique qui a explosé voilà 150 ans, donnant naissance aux deux globules gazeux de chaque côté de son disque...
Etoiles doubles
On estime que plus de la moitié
des étoiles de notre galaxie possèdent une ou plusieurs compagnes...
Ces étoiles sont liées par la force de gravitation et tournent
ensemble autour d'un centre commun. On peut les repérer de diverses manières
à partir de la Terre :
- tout d'abord de manière directe, en séparant la lumière
émise par les deux étoiles à l'aide d'un téléscope
plus ou moins puissant
(c'est le diamètre de l'appareil qui intervient).
- si on ne peut pas séparer les astres, on peut mesurer les fluctuations
de l'étoile principale, et déduire de ces mouvements les caractéristiques
de ou des autres étoiles du système qui la perturbent.
- on peut également, si la position de notre Système Solaire par
rapport au plan du couple stellaire observé le permet, assister à
une éclipse... Lorsque l'étoile la plus faible passe devant sa
compagne, l'éclat du couple diminue sensiblement, et lorsqu'elle est
située à ses côtés, l'éclat est le plus fort.
On peut de cette manière déterminer, en analysant le spectre lumineux,
la composition chimique de chacune des étoiles, et du même coup
leur type.
L'observation des étoiles
doubles est une activité très intéressante, on peut s'amuser
à discerner les couleurs des composantes du couple, et tester le pouvoir
séparateur d'un instrument astronomique.
On peut observer quelques étoiles doubles... à l'oeil nu !!! Dirigez
votre regard vers la constellation de la grande Ourse, et positionnez vous sur
la deuxième étoile en partant du bout de la fameuse "casserole".
Cette étoile, nommée Mizar, possède une compagne, Alcor,
que l'on peut déceler si on dispose d'une parfaite acuité visuelle!
Les deux étoiles sont distantes de 12 minutes
d'arc, et on peut s'apercevoir à l'aide d'un petit télescope
que Mizar est elle même une étoile double ! Sa compagne, Mizar
B, est située à 14 secondes d'arc et sa magnitude
a une valeur de 4. Elle fut la première étoile double à
être identifiée, et a été découverte par l'italien
Giovanni Riccioli en 1650.
Avec une lunette de 75mm de diamètre, on peut observer des étoiles
doubles d'un écart de seulement 5 secondes
d'arc, si les conditions de visibilité sont optimales.
L'écart des étoiles doubles peut être mesuré avec un micromètre filaire, un instrument complexe qui se fixe sur l'oculaire.
La position d'une étoile
secondaire par rapport à la principale est appelée angle de position,
ou AP. La principale est désignée sous le terme A, et la secondaire
sous le terme B ; s'il y a d'autres composantes, elles prendront les lettres
C, D, E, etc.
L'évolution des angles de position permet aux astronomes de suivre suivre
la trajectoire orbitale de l'étoile secondaire sur le long terme : lorsque
l'angle augmente, on parle de mouvement direct, et lorsque celui-ci diminue,
il s'agit de mouvement rétrograde.
Dans un même système, on peut trouver des composantes de magnitudes et de couleurs extrêmement différentes, ce qui peut aboutir à de magnifiques formations stellaires. Cependant, si l'une des étoiles a possède une magnitude trop élevée, elle peut empêcher l'observation de sa compagne, d'éclat beaucoup plus faible.
Il existe également des systèmes d'étoiles doubles à éclipses, dans lesquels deux étoiles passent périodiquement l'une devant l'autre, ce qui a pour conséquence de créer des variations de luminosité du système. Ce système de binaires à éclipse intéresse particulièrement les amateurs de variables.
Il existe quelques étoiles
binaires tellement proches l'une de l'autre qu'il est impossible de les séparer
visuellement ; on a alors recours à un spectroscope, qui permet de déceler
d'infimes variations dans les mouvements de l'étoile la plus vive. En
effet, le champ de gravitation de l'invisble étoile secondaire en train
d'accomplir son orbite provoque de petites fluctuations de l'étoile principale,
lesquelles sont détectables par un spectroscope.
La composante l'étoile Mizar A, dans la constellation de la Grande Ourse,
constitue un système binaire spectroscopique.
Voici l'étoile double Capella. Ses deux composantes sont trop proches pour être dédoublées grâce à un télescope courant.
Cette image a été prise deux semaines après la précédente pour rendre compte du mouvement de l'étoile double.
Etoiles variables
Les astronomes ont répertorié environ 30000 étoiles variables, réparties en trois classes :
- les variables pulsantes, dont
l'éclat augmente ou décroit en fonction du mouvement de contraction
et d'expansion des couches supérieures de l'astre.
Delta Cephei appartient à cette classe de variables, c'est une céphéide
variable, lesquelles ont des périodes régulières s'étendant
de 1 à plusieurs jours. Plus cette période est longue, plus la
magnitude absolue maximale est élevée.
Les étoiles du même type que Mira sont des géantes rouge
dont la pulsation est identique à celle des céphéides,
bien que leurs cycles soient moins réguliers et leurs périodes
plus longues (100 jours à 5 ans).
Il existe également des variables semi-régulières et irrégulières
que l'on rattache au groupe des pulsantes.
- les variables cataclysmiques,
ou éruptives sont caractérisées par de puissantes et soudaines
explosions de luminosité. La plupart sont des novae, systèmes
binaires entrant en éruption une fois par cycle, celui-ci pouvant durer
plusieurs milliers d'années.
On classe souvent les supernovae parmi les cataclysmiques, bien qu'elles ne
connaissent qu'une unique éruption marquant leur destruction.
- les variables à éclipse, comme l'étoile Beta Lyrae, sont des systèmes au sein desquels une étoile masque l'autre au cours de chaque période orbitale, ce qui se traduit pour un observateur terrestre par un déclin de luminosité suivi d'un retour à la normale.
Le maximum d'une variable est
sa magnitude extrême, et son minimum est sa magnitude la plus faible.
L'amplitude de la variable est la différence entre sa magnitude maximale
et sa magnitude minimale.
La période est le temps qui s'écoule entre deux maxima ou deux
minima successifs.
La courbe de lumière est le relevé des variations de luminosité
de l'astre au cours du temps.
De nombreuses variables portent
des noms courants ou sont caractérisées par des lettres grecques,
les autres sont connues sous leur appelation officielle, laquelle est constituée
d'une ou plusieurs lettres suivies du nom latin de la constellation dans laquelle
se situe la variable (R Leonis, X Aquariis). Cette appelation fonctionne de
la manière suivante :
les premières variables découvertes dans une constellation prennent
les lettres de R à Z, les autres sont désignées par deux
lettres (de RR à RZ, de SS à SZ, ainsi jusqu'à ZZ), ensuite
la séquence progresse de AA à AZ, de BB à BZ, jusqu'à
RZ. Ce système admet 334 combinaison, les variables suivantes sont nommées
ainsi : V335, V336...