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Etoiles doubles

 
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Rekin
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MessagePosté le: 17/06/2010 20:10:13    Sujet du message: Etoiles doubles Répondre en citant

Etoiles doubles

Un peu d'histoire :
On connait au moins un couple stellaire depuis l'Antiquité, à savoir le duo formé par les étoiles Mizar et Alcor, situées dans la queue de la Grande Ourse. Mais ce type d'objet ne sera révélé qu'avec l'invention de la lunette astronomique, au XVIIe siècle. Ainsi, en 1617, les astronomes italiens Benedetto Castelli et Galileo Galilée notent que l'étoile Mizar est elle-même double. Une découverte qui ne fit cependant pas sensation, puisqu'en 1650, l'Italien Giovanni Battista Riccioli redécouvre le caractère double de Mizar.
Quelques années plus tard, en 1664, l'astronome anglais Robert Hooke, alors qu'il observait une comète, découvre que Mesarthim (l'étoile gamma du Bélier) est également une étoile double. Un troisième couple stellaire fut découvert en 1685, par le père Fontenay : il s'agit de l'étoile boréale Acrux, de la constellation de la Croix du Sud.
Depuis cette date, la recherche d'étoile doubles a été conduite avec détermination et le ciel entier a été examiné.
Parmi les grands découvreurs d'étoiles doubles, nous pouvons citer William Herschel (1738/1822), John Herschel (1792/1871), Sir James South (1785/1867), mais surtout Friedrich Georg Wilhelm von Struve (1793/1864), qui publia en 1827un catalogue de 3112 étoiles doubles.

Données physiques :
Il existe deux types d'étoiles doubles. Tout d'abord les doubles optiques, des étoiles sans relation qui apparaissent proches dans le ciel du fait d'un alignement avec la Terre dû au hasard. Puis les étoiles binaires, formées d'une paire d'étoiles en orbite mutuelle, qui tournent chacune autour de l'autre. Plus précisément, les binaires tournent toutes deux autour du barycentre (centre de gravité) du système qu'elles constituent. Les étoiles binaires sont donc liées gravitationnellement l'une à l'autre.

Objets intéressants à observer :
Les étoiles doubles sont des cibles faciles pour tout possesseur d'instrument, quel que soit son diamètre. Certaines sont d'ailleurs observables aux jumelles, et même à l'oeil nu. Un bon test pour la vue d'un observateur, mais également pour la qualité du ciel, peut être fait avec le couple Mizar et Alcor de la Grande Ourse. Ces deux étoiles sont facilement séparables à l'oeil nu. Y parviendrez-vous ?
Les étoiles doubles constituent un test redoutable pour juger de la qualité de son instrument, en particulier son pouvoir séparateur. Mais ne jetez pas pour autant votre instrument si toutefois vous ne parvenez pas à atteindre la limite théorique de son pouvoir séparateur, car de nombreux facteurs entrent en jeu pour « gâcher » la recherche : turbulences atmosphériques, compagnon stellaire faible noyé dans l'éclat de sa voisine, mauvaise collimation, voile brumeux... L'évolution orbitale du couple peut même vous jouer des tours : certains couples ont une période qui se compte en plusieurs dizaines d'années seulement. Il est ainsi possible certaines étoiles doubles durant toute une vie d'astronome amateur, et quelquefois, l'un des compagnons passe trop près de l'autre pour pouvoir être dédoublé.
Enfin, les étoiles doubles sont des objets diversifiés : les couples sont plus ou moins serrés, et les étoiles sont plus ou moins colorées. De belles observations en perspective, faciles, mais souvent négligées par les astronomes amateurs.

(nom de l'objet / distance / magnitude / taille angulaire / coordonnées)
- Regulus (alpha Leonis). 78 années-lumière ; 1,3+7,9 ; 2' ; AD = 10h08, D = +11°58'
Située à 78 al dans la constellation du Lion, Régulus est la 21ème étoile la plus brillante du ciel. Elle était considérée par les Perses de l'Antiquité comme une étoile royale. Les observations assidues de cet astre depuis plus de 2000 ans avant JC ont permis à Hipparque, en -130, de découvrir le mouvement de précession des équinoxes.
Régulus a une température de surface de 13 000 K, un diamètre cinq fois supérieur à celui du Soleil, et une luminosité 140 fois plus forte que celle de notre étoile. C'est en plus une étoile double, car elle possède un compagnon, très écarté.
Régulus a un mouvement propre de 0,25''/an sur la voûte céleste, ce qui ne le rend détectable qu'à l'aide d'instruments professionnels.

- Cor Caroli (alpha Canum Venaticorum). 121 années-lumière ; 2,8+5,5 ; 19,3'' ; AD = 12h56, D = +38°19'
Le nom de Cor Caroli signifie « Coeur de Charles ». Il a été donné par Edmund Halley en l'honneur du roi Charles II d'Angleterre. Bien qu'aucun mouvement n'ait été détecté entre les deux composantes depuis 1830, il s'agit bien d'un couple physique, à la période orbitale inconnue.
L'étoile principale, blanche-bleutée, varie de 0,05 magnitude (invisible pour les amateurs) selon une période de 5,5 jours. Son compagnon, plus faible, est jaune orangé.

- Izar (epsilon Bootis). 210 années-lumière ; 2,5+4,9 ; 2,8'' : AD = 14h45, D = +27°03'
Quand Struve découvrit en 1829 qu'Izar était double, il la désigna comme « la plus magnifique » ! Il est vrai que le contraste de couleurs de cette étoile double est saisissant : la composante principale brille d'un vif éclat jaune, tandis que son compagnon rayonne d'un beau blanc bleuté.
La première étoile est une géante, dont le diamètre est 33 fois supérieur à celui du Soleil. Son compagnon est « seulement » deux fois plus gros que le Soleil. Les deux astres sont séparés d'une distance réelle de 185 unités astronomiques, et tournent en une longue période supérieure à 1000 ans.
- Mizar – Alcor (dzêta et 80 Ursae Majoris). 78 années-lumière (Mizar) et 81 années-lumière (Alcor) ; 2,3+4,0+4,0 ; 14,5''+11,8' ; AD = 13h24, D = +54°56'
Mizar et Alcor sont séparables à l'oeil nu, et constituent donc un bon test d'acuité visuelle. Ces deux étoiles sont-elle liées par la gravitation ? L'incertitude plane, malgré les mesures du satellite Hipparcos. Bien qu'on pense que ces deux étoiles soient séparées par trois al, il se pourrait qu'elles soient en fait à la même distance (et donc avec une séparation de 0,27 al), ce qui serait compatible avec une période de révolution de 750 000 ans. Une chose est sûre : les deux étoiles appartiennent au même amas, celui du Courant de la Grande Ourse.
Mizar est accompagnée de nombreuses autres étoiles, formant un système multiple. Mizar B est située à 500 ua de Mizar A. Sa période orbitale est d'environ 5000 ans. Elle est elle-même double : elle est en effet constituée de deux astres un peu plus massifs que le Soleil, tournant l'un autour de l'autre en 180 jours.
Mizar A est également double, mais visible en interférométrie seulement. Mizar et Alcor forment donc un système quintuple, avec seulement trois membres observables.

- Albireo (bêta Cygni). 380 années-lumière ; 3,2+5,4 ; 34,3'' ; AD = 19h31, D = +27°57'
Située à 380 al dans la constellation du Cygne, Albireo est l'étoile double la plus colorée du ciel. Son nom est dérivé d'un nom arabe signifiant « oeil du Cygne », d'après sa position dans la constellation.
Les étoiles possèdent effectivement des couleurs, et elles se voient d'autant mieux quand deux astres différents sont proches l'un de l'autre. Les deux composantes d'Albireo sont séparées par 34,3 secondes d'arc.
La plus brillante possède une couleur topaze, avec une température de 4000°C, l'autre une couleur saphir avec une température de 15 000°C. A ce jour, il n'est toujours pas établi s'il s'agit ou non d'une vraie double. Si c'est le cas, sa période de révolution est d'environ 7300 ans. Il est possible que les deux étoiles soient simplement très voisines sans être captives l'une de l'autre. Ce qui est sûr, c'est que la composante jaune est elle-même double : une chaude étoile bleue de 3,2 masses solaires tourne en 100 ans autour de la géante qui est 50 fois plus grosse que le Soleil (pour une masse à peine 5 fois supérieure). La composante saphir est un rotateur rapide qui perd en permanence une partie de son enveloppe par son équateur.

- gamma Delphini. 104 années-lumière ; 4,3+5,1 ; 9,6'' ; AD = 20h46, D = +16°08'
Le caractère double de gamma Delphinis a été découvert en 1830 par Struve. C'est un objet de choix pour les amateurs munis de petits instruments. Les deux objets n'ont pas beaucoup bougé depuis leur découverte, et pour cause : leur période orbitale est de 3200 ans. Cette orbite est d'ailleurs excentrique. La distance moyenne entre les deux étoiles est de 330 ua, oscillant toutefois entre 40 et 600 ua.
L'étoile principale, de 1,7 masses solaires est jaune, avec une température de 6060 K. Son compagnon, de 1,5 masses solaires, est bleu-vert, avec une température de 4700 K.

- Porrima (gamma Virginis). 38 années-lumière ; 3,5+3,5 ; 1,3'' ; AD = 12h42, D = -01°27'
Ces deux étoiles proches sont tout à fait identiques. Elles sont 1,5 fois plus grosses que le Soleil, avec une température de surface de 7000 K. L'orbite que l'une décrit autour de l'autre est très elliptique et ressemble à celle d'une comète à très longue période. La période orbitale est de 171 ans. En 1920, le compagnon était à l'apoastre, avec une séparation apparente de 6,2''. L'écart n'a cessé ensuite de diminuer jusqu'en 2005 (périastre), où la séparation apparente de 0,3'' empêcher de dédoubler le couple dans les instruments amateurs. Depuis, l'écart augmente. Le prochain apoastre aura lieu en 2080.

- Algieba (gamma Leonis). 126 années-lumière ; 2,6+3,8 ; 4,4'' ; AD = 10h20, D = +19°51'
Algieba signifie « Front du Lion ». Son caractère double a été découvert en 1872 par William Herschel. La période orbitale est de 618 ans. Les deux étoiles sont séparées de 25,5 milliards de km. Ce sont des géantes, âgées de 2 milliards d'années, ayant consumé tout leur hydrogène. La première, d'un bel éclat jaune, est 23 fois plus grosse que le Soleil. Son compagnon, 10 fois plus gros que le Soleil, se pare de reflets oranges.

- Ras Algethi (alpha Herculis). 380 années-lumière ; 3-4+5,4 ; 4,6'' ; AD = 17h15, D=+19°23'
L'étoile principale de ce couple est une variable, oscillant entre la magnitude 3 et 4 suivant une période moyenne de 90 jours.
C'est une géante rouge 400 fois plus grosse que le Soleil. Les deux composants forment un couple orange émeraude. Leur période orbitale est de 3600 ans.

- La Double-Double (epsilon 1-2 Lyrae). 180 années-lumière ; (5,5+6,5) + (5+5,5) ; (2,2'') + (2,8'') / 208'' ; AD = 18h44, D = +39°37'
Désignée sous le nom de Double-Double en 1779 par William Herschel, cette étoile est dédoublable visuellement, avec une excellente vue. La chose est en tout cas évidente dans la moindre paire de jumelles.
Chacune des deux étoiles est double, ce qui forme un système quadruple véritable. Chose remarquable : chacune des 4 étoiles sont quasi-identiques : même température (8000 K), et même masse (1,9 masse solaire).
La période orbitale d'epsilon 1 est de 1165 ans, celle d'epsilon 2 de 585 ans. Les deux couples tournent l'un autour de l'autre en 500 000 ans.
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MessagePosté le: 17/06/2010 20:10:13    Sujet du message: Publicité

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