Astrodeb: Astronomie pour Debutants

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LES ETOILES

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Introduction
Les phases de la vie d'une étoile
La distance des étoiles
Couleur et température des étoiles
Eclat des étoiles
Dimensions des étoiles
Les 25 étoiles les plus brillantes du ciel
Etoiles doubles et multiples
Etoiles variables
Tableaux des étoiles variables facilement observables


INTRODUCTION

Qui n'a pas été fasciné par le spectacle des miriades d'étoiles qui par une belle nuit d'été ou une claire nuit d'hiver tapissent l'espace au-dessus de nos têtes ?

Tous ces points lumineux ne sont en fait qu'une multitude de Soleils semblables au nôtre et au même titre que ce dernier, et que tous les êtres vivants; elles naissent, se développent et finissent par mourir.....

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LES PHASES DE LA VIE D'UNE ETOILE

NAISSANCE




LA VIE

Pendant sa vie, l'étoile puise son énergie de la transformation de l'hydrogène en hélium. Conséquence directe de cette tranformation, et qui est directement visible par nous terriens, l'étoile brille.

La durée de vie d'une étoile est étroitement liée à sa masse; en effet, plus une étoile est massive, plus son espérance de vie est courte.
Ce phénomène s'explique simplement par le fait qu'une étoile plus massive, brûle beaucoup plus rapidement ses réserves, elle est donc plus brillante qu'une étoile avec une masse moins importante.
Ainsi, l'espérance de vie d'une étoile comme notre Soleil est d'environ 10 milliards d'années et l'espérance de vie d'une étoile 30 fois plus massive que le Soleil, n'est "que de" 6 millions d'années.




LA MORT

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LA DISTANCE DES ETOILES

es étoiles que l'on voit dans le ciel, se trouvent tellement loin de nous, qu'il serait difficile d'exprimer leur distance en kilomètres.
Une unitée de mesure plus adapté à exprimer de telles distance a donc été "inventé". Cette unité de mesure est appelée Année lumière (al).
Elle représente la distance que parcourt la lumière dans le vide en une année.
En sachant que la lumière se déplace dans le vide à une vitesse de 300000 km/s on peut donc calculer qu'une année lumière correspond à une distance de 9.460.800.000.000 kilomètres (pour ceux qui n'arrivent pas à lire de tels chiffres astronomiques cela correspond à 9460 milliards de kilomètres).

NB: L'étoile la plus proche du système solaire, s'appelle Proxima du Centaure, elle se trouve à environ 40200 milliards de kilomètres soit 4,25 années lumière.

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COULEUR ET TEMPERATURE DES ETOILES

En observant le ciel avec attention, on peut remarquer que les étoiles ne sont pas toutes blanches, comme pourrait le "constater" un observateur peu attentif, mais qu'il y en a aussi des bleues, des jaunes, des oranges et des rouges.
Cette différence de couleur d'une étoile à une autre, nous donne une idée approximative de la température, régnant sur la surface d'une étoile donnée, mais aussi de son âge.
Les étoiles bleues; sont les plus chaudes, avec une température avoisinant les 40000°; à l'inverse, les étoiles de couleur rouge foncé, sont les moins chaudes avec "seulement" 3000° à leur surface.
Notre Soleil, qui, comme je l'ai déjà dit n'est autre qu'une simple étoile, accuse une température de 6000° (voir page "Le Soleil").

Les étoiles bleues et blanches, sont des étoiles jeunes, les vertes et jaunes (comme notre Soleil) sont au milieu de leur vie, et enfin, celles de couleur orange ou rouge sont des étoiles plus vieilles et en général en pleine évolution.
Ainsi, la couleur d'une étoile nous renseigne sur son âge mais aussi sur la température régnant à sa surface...

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ECLAT DES ETOILES

L'idée de classer les étoiles selon leur éclat, nous vient de l'astronome grec Hipparque qui, au IIème siècle avant J-C décida de réunir dans un catalogue, les étoiles perceptibles à l'oeil nu.
Il classa donc les étoiles visibles à l'oeil nu en six grandeurs, les étoiles les plus brillantes appartenaient à la 1ère grandeur, et celles qui étaient à la limite de la perception à l'oeil nu, appartenaient à la 6ème grandeur.

Après l'invention des premièrs instruments, des étoiles avec un éclat plus faible que les étoiles les moins lumineuses perceptibles à l'oeil nu (de 6ème grandeur donc), furent découvertes, les astronomes furent donc obligés d'étendre et d'affiner la façon de classer les étoiles, qui avait été suggérée par Hipparque.

A partir de ce moment là, l'échelle de grandeur, fu appelée échelle de magnitude.
Les étoiles les plus lumineuses étaient toujours représentées par le chiffre le plus petit, mais il fut établi un lien entre les differents éclats des étoiles.
Ainsi une étoile de magnitude 1, représentait une étoile 100 fois plus lumineuse qu'une de magnitude 6.
En fin de compte, une étoile de magnitude 1 est 2.512 fois plus lumineuse qu'une étoile de magnitude 2.

On utilise la formule suivante pour déterminer la différence d'éclat existant entre deux étoiles de magnitude différente:

2.512n

n représentant la différence de magnitude existant entre les deux étoiles.

On va faire un exemple pour rendre la compréhension de cette formule plus simple:

Disons que l'on aimerait connaître la différence d'éclat existant entre une étoile de magnitude 1 et une étoile de magnitude 5.
On commence donc par faire la différence entre les 2 magnitudes (5 et 1) pour obtenir n.
n=5-1
n prend donc la valeur de 4
n=4

Enfin on prend notre formule est on remplace n par le chiffre que l'on a trouvé.
2.5124

On obtient donc un résultat de 39,81 ce qui signifie qu'une étoile de magnitude 1 est environ 40 fois plus lumineuse qu'une étoile de magnitude 5.

L'échelle de magnitude, introduisit aussi des valeur négatives, pour les étoiles très lumineuses.

NB: Aujourd'hui l'échelle de magnitude s'étend de -26,74 pour notre Soleil à +30 pour les galaxies qui on pu être photographiées par le télescope Hubble (avec quand même 18 heures de pose !!!!!!!!!!!!!!!!!!).


MAGNITUDE APPARENTE ET MAGNITUDE ABSOLUE

La magnitude apparente d'une étoile ou d'un astre, représente son éclat tel que nous le percevons depuis la Terre.
Dans ce cas, Sirius, l'étoile la plus brillante du ciel a une magnitude apparente de -1,4 et Rigel a une magnitude apparente de +0,1.

La magnitude absolue d'une étoile ou d'un astre, représente son éclat tel que nous le percevrions s'ils étaient tous placés à la même distance, c'est-à-dire à 32,6 années lumière. Dans ce cas, si on plaçait Sirius et Rigel à 32,6 années lumières de nous (de la Terre), Sirius aurait une magnitude absolue de +1,4 et Rigel aurait une magnitude absolue de -7.

En résumant, la magnitude apparente est l'éclat des astres tel que nous le percevons de la Terre, alors que la magnitude absolue, représente l'éclat des étoiles tel que nous le percevrions si on pouvait placer tous les astres du ciel à la même distance de la Terre (32,6 années lumières).

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DIMENSIONS DES ETOILES

Comme on peut facilement l'imaginer, les étoiles n'ont pas toutes les mêmes dimensions; en général, la taille d'une étoile est directement proportionelle à son éclat, c'est-à-dire que plus une étoile est lumineuse plus elle est grande est inversement moins elle est lumineuse plus elle a une petite taille.

Pour simplifier au maximum, on va retenir "simplement" trois grandes familles d'étoiles:
Les supergéantes: ce sont des étoiles dont le rayon peut arriver à 1000 fois celui de notre Soleil, et qui ont donc une luminosité qui peut atteindre 10000 fois celle du Soleil.
Les géantes: ce sont des étoiles dont le rayon peut arriver à 100 fois celui de notre Soleil, et qui ont une luminosité qui peut atteindre 100 fois celle du Soleil
Les naines: ce sont des étoiles dont le rayon "n'est que de" quelques milliers de kilomètres, et qui ont une luminosité comparable ou inférieure à celle du Soleil.

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LES 25 ETOILES LES PLUS BRILLANTES DU CIEL

NOM MAGNITUDE CONSTELLATION DISTANCE de la Terre(en années lumière)
SIRIUS -1,4 Le Grand Chien 8,6
CANOPUS -0,7 La Carène 98
RIGIL KENTARUS -0,3 Le Centaure 4,3
ARCTURUS -0,06 Le Bouvier 36
VEGA +0,04 La Lyre 26,5
CAPELLA +0,1 Le Cocher 45
RIGEL +0,1 Orion 900
PROCYON +0,4 Le Petit Chien 11,4
ACHERNAR +0,5 L'Eridan 130
AGENA +0,6 Le Centaure 390
ALTAIR +0,7 L'Aigle 16
BETELGEUSE variable entre +0,4 et +1,3 Orion 520
ALDEBARAN +0,8 Le Taureau 68
ACRUX +0,9 La Croix du Sud 320
L'EPI +1 La Vierge 220
ANTARES variable entre +0,9 et +1,8 Le Scorpion 520
POLLUX +1,1 Les Gémeaux 36
FOMALHAUT +1,1 Le Poisson Austral 23
DENEB +1,3 Le Cygne 1600
MIMOSA +1,3 La Croix du Sud 490
REGULUS +1,4 Le Lion 85
ADHARA +1,5 Le Grand Chien 680
CASTOR +1,6 Les Gémeaux 45
SCHAULA +1,6 Le Scorpion 310
BELLATRIX +1,6 Orion 140

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ETOILES DOUBLES ET MULTIPLES

Certaines des étoiles que nous observons à l'oeil nu, après une observation avec un instrument, se révèlent être, en réalité, ce que l'on appele des étoiles doubles ou multiples, composés de deux ou plusieurs composantes plus ou moins écartées.

Certaines d'entre-elles ne sont que de "simple" couples optiques, c'est-à-dire, que les étoiles qui les composent se trouvent à des distance très différentes de la Terre et qu'elles nous apparaîsent proches, simplement par un effet de perspective.

Mais dans la plus grande partie des cas, ces étoiles sont liées physiquement les unes aux autres et tournent autour d'un centre de gravité commun.
Il s'agit d'un SYSTEME BINAIRE, ou de ce que l'on appelle communément, une ETOILE BINAIRE.

Dans tous les cas, on distingue la composante la plus brillante du système (étoile A) de l'étoile ayant l'éclat le plus faible (étoile B).

NB: Certaines étoiles doubles, sont très intéressantes à observer dans un instrument parce que leurs composantes apparaîssent sous des couleurs différentes.
Les étoiles doubles ou les étoiles multiples, représentent aussi un excellent moyen de tester le pouvoir séparateur d'un instrument.

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ETOILES DOUBLES SEPARABLES A L'OEIL NU

NOM ETOILE ECARTEMENT
DES COMPOSANTES
MAGNITUDE
DES COMPOSANTES
lettre dzetaGrande Ourse (Mizar et Alcor) 710" 2,4 - 4,2
lettre muScorpion 480" 3,1 - 3,6
lettre sigmaTaureau 429" 4,8 - 5,1
lettre alphaCapricorne 376" 3,8 - 4,5
lettre omicronCygne 338" 4,0 - 4,2
lettre upsilonTaureau 337" 3,6 - 4,0
lettre alphaBalance 231" 2,9 - 5,3
lettre epsilonLyre 208" 4,6 - 4,9

ETOILES DOUBLES SEPARABLES AVEC DES JUMELLES

NOM ETOILE ECARTEMENT
DES COMPOSANTES
MAGNITUDE
DES COMPOSANTES
lettre gammaPetit Cheval 356" 4,8 - 6,0
lettre betaCapricorne 205" 3,3 - 6,1
11/12 Girafe 180" 5,5 - 6,5
17 Chevelure de Bénérice 145" 5,4 - 6,7
31 Cygne 107" 4,0 - 7,1
lettre gammaLièvre 96" 3,8 - 6,3
lettre dzetaGémeaux 95" 4,0 - 7,0
14 Petit Cheval 76" 5,4 - 7,0
36/37 Hercule 70" 5,7 - 6,8
lettre tauTaureau 63" 4,3 - 7,2
lettre upsilonDragon 62" 5,0 - 5,0
lettre dzetaLyre 44" 4,3 - 5,7
lettre nuScorpion 41" 4,3 - 6,8
lettre psiDragon 30" 5,4 - 6,1

ETOILES DOUBLES COLOREES SEPARABLES AVEC UNE LUNETTE DE 60mm D'OUVERTURE

NOM ETOILE ECARTEMENT
DES COMPOSANTES
MAGNITUDE
ET COULEUR
DES COMPOSANTES
COORDONNEES
lettre betaCygne (Albireo) 34,6"
séparable même avec des jumelles
3,2 jaune
5,4 bleue
AD 19 h 31
Déc. +27ø 58'
lettre etaPersée 28" 3,9 orangée
8,7 bleue
AD 2 h 47
Déc. +55ø 41'
lettre thetaSerpent 22,2" 5,0 blanche
4,1 blanche
AD 18 h 56
Déc. +4ø 12'
lettre alphaChiens de Chasse 19,4" 2,9 jaune
5,4 violacée
AD 12 h 56
Déc. +38ø 19'
lettre dzetaGrande Ourse (Mizar) 14,5" 2,4 blanche
4,0 blanche
AD 13 h 24
Déc. +54ø 56'
lettre gammaDauphin 10,4" 4,5 jaune
5,5 verte
AD 20 h 46
Déc. +16ø 08'
lettre gammaAndromède 9,8" 2,3 jaune
5,1 bleue
AD 2 h 04
Déc. +42ø 20'
lettre betaOrion (Rigel) 9,5" 0,3 blanche
9,0 bleue
AD 5 h 14
Déc. -8ø 12'
lettre gammaBélier 8" 4,7 jaune
4,8 jaune
AD 1 h 53
Déc. +19ø 17'
lettre gammaVierge (Porrima) 5" 3,7 jaune
3,7 jaune
AD 12 h 42
Déc. -1ø 27'
lettre alphaHercule (Rosalgethi) 4,6" 3 à 4 rouge
5,4 verte
AD 17 h 15
Déc. +14ø 23'
lettre gammaLion (Algieba) 4,3" 2,6 orangée
3,8 orangée
AD 10 h 20
Déc. +19ø 51'

ETOILES MULTIPLES

NOM ETOILE COORDONNEES NOTES
lettre epsilonLyre AD 13 h 44
Déc. 39ø40'
Il s'agit d'une étoile quadruple aussi appellée étoile "double-double".
lettre thetaOrion AD 5 h 35'
Déc. -5ø23'
Il s'agit d'une étoile sextuple située au coeur de la Grande Nebuleuse d'Orion (M42).
Ces quatre composantes principales, sont visibles avec une petite lunette et constituent le fameux "Trapèze d'Orion" ainsi appelé à cause de la disposition particulière de ces quatre étoiles.
Ses deux autres composantes ne sont accessibles qu'à des instruments pouvant "capter" la lumière d'étoiles de magnitude 11.

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ETOILES VARIABLES

Les étoiles variables sont des types particuliers d'étoiles, qui voient leur éclat varier (d'où leur nom) dans le temps.
On distingue plusieurs types d'étoiles variables, selon la source responsable de ses changements d'éclat:

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TABLEAUX DES ETOILES VARIABLES FACILEMENT OBSERVABLES

Etoiles binaires à éclipses
Etoiles variables pulsantes à courte période (Céphéides)
Etoiles variables pulsantes à longue période
Etoiles semi-régulières
Etoiles variables irrégulières


ETOILES BINAIRES A ECLIPSES

NOM ETOILE Magnitude apparente visuelle Période (en jours) Coordonnées
maximum minimum AD Déc
lettre betaPersée (Algol) 2,2 3,5 2,87 03 h 08 + 40° 58'
lettre betaLyre 3,3 4,3 12,91 18 h 50 + 33° 22'
lettre gammaTaureau 3,3 4,2 3,95 04 h 01 + 12° 29'
lettre deltaBalance 4,9 5,9 3,95 15 h 00 - 8° 35'
RW Taureau 8,0 11,5 2,75 04 h 04 + 28° 08'

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ETOILES VARIABLES PULSANTES A COURTE PERIODE (Céphéides)

NOM ETOILE Magnitude apparente visuelle Période (en jours) Coordonnées
maximum minimum AD Déc
lettre dzetaGémeaux 3,7 4,3 10,15 07 h 04 + 20° 34'
lettre etaAigle 3,7 4,4 7,18 19 h 52 + 01° 00'
lettre deltaCéphée 3,8 4,6 5,37 22 h 29 + 58° 26'

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ETOILES VARIABLES PULSANTES A LONGUE PERIODE

NOM ETOILE Magnitude apparente visuelle Période (en jours) Coordonnées
maximum minimum AD Déc
lettre omicronBaleine (Mira) 2,0 10,1 331,6 02 h 19 - 02° 58'
R Hydre femelle 3,5 10,9 387,0 13 h 30 - 23° 17'
R Lion 5,4 11,6 313,0 09 h 48 + 11° 26'

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ETOILES SEMI-REGULIERES

NOM ETOILE Magnitude apparente visuelle Période (en jours) Coordonnées
maximum minimum AD Déc
lettre alphaOrion
(Bételgeuse)
0,4 1,3 2070,6 05 h 55 + 07° 24'
lettre alphaScorpion
(Antarès)
1,2 1,8 1733,0 16 h 29 - 26° 26'
lettre alphaHercule 3,0 4,0 100,0 17 h 15 + 14° 23'
lettre etaGémeaux 3,1 3,9 120,0 06 h 15 + 22° 30'
lettre rhoPersée 3,2 4,0 50,0 03 h 05 + 38° 50'

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ETOILES VARIABLES IRREGULIERES

NOM ETOILE Magnitude apparente visuelle Période (en jours) Coordonnées
maximum minimum AD Déc
lettre gammaCassiopée 1,6 3,3 ---- 00 h 57 + 60° 43'
lettre muCéphée 3,6 5,1 ---- 21 h 43 + 58° 47'
lettre rhoCassiopée 4,1 6,2 ---- 23 h 54 + 57° 30'
R Couronne
Boréale
5,8 14,8 ---- 15 h 49 + 28° 10'

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