Etoiles doubles 1re partie 05112016 20012018 Sommaire Introduction

Etoiles doubles 1ère partie 05/11/2016 20/01/2018

Sommaire Introduction Historique des premières découvertes d'étoiles double Méthodes de détection Désignation des étoiles doubles Catalogues Quelques exemples intéressants 2ème partie en préparation : Interractions entre les composantes Observation en astronomie amateur

Introduction Une étoile double est une paire d’étoiles qui apparaissent proches l’une de l'autre lorsqu'on les observe depuis la Terre On appelle : - composante principale l'étoile la plus brillante - composante secondaire l'étoile la moins brillante, on dit aussi compagnon 2 situations peuvent se rencontrer : - les 2 étoiles sont physiquement proches l'une de l'autre et peuvent s'attirer mutuellement par la gravitation - les 2 étoiles sont quasiment alignées avec la Terre sans être proches l'une de l'autre : on parle de couple « optique »

Introduction Etoiles proches en orbite autour du centre de masses : Crédit : Université d'Alberta

Introduction Etoiles proches en orbite autour du centre de masses : Crédit : Université d'Alberta

Introduction Etoiles doubles optiques : Image depuis la Terre

Introduction Exemple : Mizar et Alcor

Introduction Exemple : Mizar et Alcor Mizar

Introduction Exemple : Mizar et Alcor Mizar Leur séparation est de plus de 11 minutes d'arc Couple aisément séparable et connu depuis l'antiquité

Historique des premières découvertes d'étoiles double En 1617, Castelli, élève de Galilée, observe Mizar avec une lunette et découvre qu’elle est également double : cela constitue la première découverte d'une étoile double avec un instrument d'optique. Alcor Mizar

Historique des premières découvertes d'étoiles doubles En 1617, Castelli, élève de Galilée, observe Mizar avec une lunette et découvre qu’elle est également double : cela constitue la première découverte d'une étoile double avec un instrument d'optique. Alcor En 1627, Castelli découvre un compagnon à Beta Scorpii A cette époque, ces découvertes sont seulement descriptives Personne n'imaginait les forces de gravitation qui peuvent interagir entre les composantes ni la nature orbitale du couple Mizar A Mizar B

Messier M 40 Au XVIIème siècle, l'astronome Johann Hevelius décrit une nébuleuse située au dessus de la queue de la Grande Ourse. Le 24 octobre 1764, Messier recherche cette nébuleuse, ne la trouve pas mais à la même position trouve un couple d'étoiles doubles qu'il appelle M 40. Observée de nouveau en 1863 par Winnecke à l'Observatoire de Poulkovo, Winnecke mesure les magnitudes : 9, 0 et 9, 3 et la séparation : 49 secondes d'arc NGC 4290 M 40

Historique des premières découvertes d'étoiles doubles Sir William Herschel (1738 -1822) A partir de 1776, il entreprend le premier recensement des étoiles doubles Son but : mesurer les parallaxes stellaires Télescope : f = 6 m D = 500 mm Télescope : f = 12 m D = 1300 mm

Historique des premières découvertes d'étoiles doubles Mesure des parallaxes stellaires : 6 mois plus tard :

Historique des premières découvertes d'étoiles doubles Mesure des parallaxes stellaires : ça ne marche pas avec les étoiles doubles ! 6 mois plus tard :

Historique des premières découvertes d'étoiles doubles William Herschel comprend que les 2 composantes des étoiles doubles sont très proches l'une de l'autre. Il découvre : que les étoiles doubles sont beaucoup plus nombreuses qu'il ne pensait jusqu'alors que les mouvements des composantes ne sont pas dus à la parallaxe mais à des mouvements orbitaux Il décrit les premières orbites extérieures au système solaire : celles de Castor et de Gamma de la Vierge C'est la naissance d'une nouvelle discipline en astronomie

Historique des premières découvertes d'étoiles doubles John Herschel (fils de William) identifie plus de 3000 couples à partir de 1816 et effectue de nombreuses mesures. Les Struve père et fils mesurent à Dorpat (Estonie) et Pulkovo (près de St Petersbourg) à eux deux plus de 4000 couples, de 1824 à 1900. C'est le début des mesures de précision. Burnham (USA) astronome amateur, découvre plus de 1300 couples, il précise les mouvements propres Aitken et Hussey (USA) en 1915 ont découvert 4000 couples Ils sont suivis par les européens : R. Jonckheere à Marseille, P. Couteau à l'observatoire de Nice

Historique des premières découvertes d'étoiles doubles

Méthodes de détection On distingue plusieurs catégories, selon la méthode de détection : Les doubles visuelles : identifiées (et mesurées) visuellement, par observation directe ou par imagerie Les doubles interférométriques : on utilise plusieurs optiques dont les faisceaux sont recombinés pour créer une seule image avec une résolution grandement améliorée. Les doubles spectroscopiques : c'est le spectre de la binaire qui est étudié. On observe un dédoublement des raies qui s'explique par la présence de deux étoiles présentant des vitesses radiales opposées (une se rapproche tandis que l'autre s'éloigne). Les doubles à éclipse : les deux composantes s'éclipsent mutuellement. C'est le relevé de la courbe de lumière, donc une mesure photométrique, qui permet de valider l'observation. La plus célèbre est Algol de Persée (Beta). Les doubles astrométriques : étoiles doubles dont on ne voit qu'une des deux composantes : c'est le mouvement apparent périodique de l'étoile visible qui permet de détecter indirectement l'existence d'un compagnon.

Méthodes de détection On distingue plusieurs catégories, selon la méthode de détection : Les doubles visuelles : identifiées (et mesurées) visuellement, par observation directe ou par imagerie Les doubles interférométriques : on utilise plusieurs optiques dont les faisceaux sont recombinés pour créer une seule image avec une résolution grandement améliorée. Les doubles spectroscopiques : dans cette catégorie d'objet, c'est le spectre de la binaire qui est étudié. On observe un dédoublement des raies qui s'explique par la présence de deux étoiles présentant des vitesses radiales opposées (une se rapproche tandis que l'autre s'éloigne). Les doubles à éclipse : les deux composantes s'éclipsent mutuellement. C'est le relevé de la courbe de lumière, donc une mesure photométrique, qui permet de valider l'observation. La plus célèbre est Algol de Persée (Beta). Ne pas confondre les doubles visuelles avec les doubles optiques : étoiles quasiment alignées avec la Terre

Méthodes de détection Doubles spectroscopiques :

Méthodes de détection Doubles spectroscopiques : Dédoublement des raies H alpha (656. 3 nm) et He. I (667. 8 nm) dans le spectre de 57 Cygni. Observations menées par le Cercle Astronomique pour l'Accès à la Spectroscopie Crédit : Christian Buil

Méthodes de détection Doubles à éclipse © Nasa

Méthodes de détection Doubles astrométriques : Credit : Université d'Alberta

Méthodes de détection credit observatoire de Besançon

Désignation des étoiles doubles En plus de leur(s) désignation(s) habituelle(s), les étoiles doubles ont un numéro particulier : Rasalgheti / a Her abréviation du découvreur F. G. Wilhelm Struve (1793 -1864) STF 2140 numéro de la découverte

Désignation des étoiles doubles En plus de leur(s) désignation(s) habituelle(s), les étoiles doubles ont un numéro particulier : Rasalgethi / a Her abréviation du découvreur F. G. Wilhelm Struve (1793 -1864) STF 2140 numéro de la découverte Si plus de 2 composantes, le code est complété par des lettres (ou des chiffres) : - A est l'étoile principale, - AB la première paire, - puis AC, AD , voire BD. . .

Désignation des étoiles doubles En plus de leur(s) désignation(s) habituelle(s), les étoiles doubles ont un numéro particulier : Rasalgethi / a Her abréviation du découvreur F. G. Wilhelm Struve (1793 -1864) STF 2140 numéro de la découverte Si plus de 2 composantes, le code est complété par des lettres (ou des chiffres) : - A est l'étoile référence, - AB la première paire, - puis AC, AD , voire BD … Pour aller plus loin, voir : "Désignation des étoiles doubles" sur le site de la Commission des étoiles doubles de la SAF

Catalogues des étoiles doubles Historiquement, chaque découvreur a créé son catalogue F d'où des doublons ou des incohérences En 1932, Aitken publie le « New General Catalog of double stars within 120° of the North Pole » qui regroupe les données relatives à 17 180 systèmes multiples Le « Washington Double Star Catalog » a été créé en 1964 et prolonge les précédents catalogues transverses en couvrant l'ensemble du ciel. F son catalogue est maintenant la référence F consultable via WDS-tool (http: //wdstool. com) développé par David Chiron

Quelques exemples intéressants Albiréo dans le Cygne

Quelques exemples intéressants Epsilon de la Lyre : la double

Quelques exemples intéressants Gamma du Dauphin

Quelques exemples intéressants Hercule

e r t o v r u o p i Merc ! n o i t atten Références : http: //etoilesdoubles. eklablog. com http: //saf. etoilesdoubles. free. fr/ http: //www. leosondra. cz/en/mizar/#f 5 http: //messier. obspm. fr/f/m 040. html https: //sites. ualberta. ca/~pogosyan/teaching/ASTRO_122/lect 13 /lecture 13. html Paul Couteau - L'observation des étoiles doubles visuelles - ed Flammarion 1978