Grosses éruptions sur UV Ceti

Position de l’étoile UV Ceti ?

L’étoile UV Ceti est située dans la constellation de la Baleine. Dans nos régions elle est visible en octobre à une vingtaine de degrés seulement au-dessus de l’horizon.

UV Ceti

Position de l’étoile UV Ceti, sous la constellation de la Baleine (Ceti, CETUS). @Stellarium

Sa position précise est : AD = 01h 39m 01s, DEC=−17° 57′ 01″. En fait, non ! Pas précisément. Sa distance est de 8,79 années-lumière, l’étoile UV Ceti est la 12e étoile la plus proche du Soleil. A cette distance, son mouvement propre est facilement perceptible. Elle se déplace de 3,182 secondes d’arc par an. Si vous prenez une photo avec un télescope, vous pourrez la voir bouger pratiquement d’une année sur l’autre.

UV Ceti Move

Position de l’étoile UV Ceti en 1978 et en 1996. On remarque un léger déplacement de l’étoile par rapport au fond d’étoiles. @AAVSO

UC Cite

Position de l’étoile UV Céti sur une carte du ciel. @ AAVSO.

Elle ressemble à quoi cette étoile ?

C’est une étoile discrète que l’on peut voir dans un télescope de 200 mm ou plus, qui a une magnitude précise de +12,7. En fait, non ! Pas précisément. L’étoile UV Ceti est une étoile de type étoile variable à éruptions (flare star). Il se produit sur cette étoile l’analogue de nos éruptions solaires, sauf que ces éruptions stellaires peuvent être plus lumineuses que l’étoile elle-même. Parfois, elle a d’énormes éruptions que l’on peut voir depuis la Terre. Le 25 septembre 1952 par exemple, la luminosité de cette étoile a augmenté de 5 magnitudes en 20 secondes. Ça vaut donc la peine de regarder l’étoile de temps en temps, même plusieurs fois durant la même nuit, on ne sait jamais. Pour UV Ceti, en moyenne il se produit une irruption par heure, pas toujours très violente. L’observation de ces éruptions n’a montré aucune périodicité, elles arrivent de façon sporadique. La montée en luminosité est très rapide, de quelques secondes à quelques dizaines de secondes. La descente est plus longue, de quelques minutes à 30 minutes, et jusqu’à quelques heures pour certains cas. Pour les astrophotographes, je conseillerais de la photographier avec un temps de pose court, pourquoi pas essayer de faire un time-lapse ? Personne n’en a jamais fait à ma connaissance. La couleur de l’étoile devrait changer, elle devrait changer du rouge vers le blanc pendant l’éruption. C’est quand même chouette d’observer une éruption « solaire » sur une étoile lointaine ! Non ?

L’étoile UV Ceti est une belle étoile rouge. @SIMBAD

Pourquoi l’étoile est rouge ?

L’étoile UV Ceti est en vérité un système double d’étoiles, appelé Luyten 726-8 A (elle a bien d’autres noms selon les catalogues d’étoiles, BL Ceti, G 272-061, etc.) et Luyten 726-8 B (ou UV Ceti ou Gliese 65), de magnitude 12,7 et 13,2. Ces étoiles sont séparée par 5 fois la distance Terre-Soleil, et orbitent l’une autour de l’autre en 26,5 ans. Ce sont deux étoiles naines rouges. Elles ont chacune approximativement 1,4 fois la taille de Jupiter, soit un dixième de la taille du soleil, et un dixième de la masse du soleil. Elles sont rouges parce qu’elles sont relativement froides, autour de 3000 degrés. Les étoiles naines rouges sont tellement faiblement lumineuses, approximativement un dix millième de la luminosité du Soleil pour Luyten 726-8 A et B, qu’on ne peut les observer que lorsqu’elles sont relativement proches de nous, typiquement à moins de 50 années-lumière. Sur toutes les étoiles observées proches du Soleil, un bon tiers sont des étoiles du type UV Ceti. Ce sont donc des étoiles très abondantes. Les étoiles naines rouges représentent 85% des étoiles de notre Galaxie, et aucune n’est visible à l’œil nu !

Taille relative de l’étoile UV Céti, visible à gauche, comparée à celle de Jupiter visible à droite. @ NASA, Public domain, via Wikimedia Commons.

 

Eruption Solaire

Une des éruptions solaires les plus puissantes que l’on ait vu sur notre Soleil s’est produite le 4 novembre 2003, elle a été classée X45. Les éruptions solaires sont classées selon leur force avec un numéro croissant et une lettre, allant de B pour les plus faibles à X pour les plus intenses.

Éruption solaire X45 de novembre 2003. @ NASA Goddard Space Flight Center

Eruption stellaire

Dans cette échelle de magnitude, les éruptions stellaires peuvent être beaucoup plus intenses, et atteindre même le niveau X100 000 ! Une telle intensité s’explique par la grande vitesse de rotation des étoiles sur elles-mêmes. En effet, on observe qu’il y a 20 fois plus d’éruptions sur des étoiles tournant rapidement que sur des étoiles tournant lentement. De plus, beaucoup de ces étoiles sont des étoiles jeunes, quelques dizaines de millions d’années, ce qui explique leur grande vitesse de rotation. On pense que toutes les étoiles naines rouges connaissent dans leur évolution une phase avec des éruptions. En vérité, on ne comprend pas bien l’origine de ces éruptions.

On a observé que la majorité de ces étoiles naines rouges possédaient des planètes. On peut soupçonner que c’est un biais observationnel, simplement parce qu’on peut détecter plus facilement les planètes du fait de la faible masse et de la faible luminosité de ces étoiles. Et puisque les éruptions solaires sont à l’origine de l’éjection de radiations, et donc des aurores polaires sur Terre, imaginez un peu la beauté des aurores polaires sur ces planètes extrasolaires ! Mortelles !

 

Quelques références :

ROQUES, Paul E. Observations of Flares of the dMe Star, L726-8. Publications of the Astronomical Society of the Pacific, 1953, vol. 65, no 382, p. 19-23.

http://adsabs.harvard.edu/full/1953PASP…65…19R

Mirzoian, L. V. (1984). Flare stars. Vistas in Astronomy27(1), 77-109.

À la découverte de l’Univers. Introduction à l’astronomie et de l’astrophysique

Neil Comins. Traducteur : Richard Taillet, Loïc Villain

https://www.deboecksuperieur.com/ouvrage/9782807302945-la-decouverte-de-l-univers

https://fr.wikipedia.org/wiki/Luyten_726-8

http://simbad.u-strasbg.fr/simbad/sim-id?Ident=UV+Ceti

https://www.aavso.org/vsots_uvcet

https://www.aavso.org/animations-six-uv-ceti-stars

https://www.aavso.org/vsx/index.php?view=detail.top&oid=9105

https://www.google.com/sky/#latitude=-17.938388127793367&longitude=204.72702805075224&zoom=11&Spitzer=0.00&ChandraXO=0.00&Galex=0.00&IRAS=0.00&WMAP=0.00&Cassini=0.00&slide=1&mI=-1&oI=-1

https://stellarium-web.org/

https://www.aavso.org/LCGv2/index.htm?DateFormat=Julian&RequestedBands=&view=api.delim&ident=UV+Cet&fromjd=2432000&tojd=2459434.010556&delimiter=@@@

https://app.aavso.org/vsp/chart/?star=UV+Cet&scale=E&orientation=visual&type=chart&fov=30.0&maglimit=16.5&resolution=150&north=up&east=left&P=on&Z=on

https://www.futura-sciences.com/sciences/definitions/astronomie-naine-rouge-31/

http://www.solstation.com/stars/luy726-8.htm

https://en.wikipedia.org/wiki/Luyten_726-8

https://www.youtube.com/watch?v=hL9OHXw_-A8&ab_channel=NASAGoddard

 

Eclipse de Lune dans la nuit du 15 au 16 mai

Eclipse de lune dans la nuit de dimanche à lundi à observer à l’oeil nu, aux jumelles ou avec un petit telescope : un magnifique spectacle si il n’y a pas de nuage… avis aux amateurs, il faudra se lever tôt.

En France métropolitaine, c’est en début de la matinée le 16 mai qu’elle sera visible, avec une entrée dans la pénombre vers 3 h 30, dans l’ombre vers 4 h 30 et en totalité à 5 h 30. Elle se couchera alors que l’éclipse sera encore totale, mais cela n’empêchera pas d’observer de superbes couleurs sur la surface de notre satellite !

En savoir plus :

IMCCE

futura sciences 

Bien débuter en astronomie

L’été est souvent propice à la contemplation du ciel étoilé ainsi qu’au questionnement sur cet univers qui nous entoure. De plus lors de la saison estivale, l’astronomie est médiatisée par l’événement incontournable qu’est « La nuit des étoiles », ou bien une éclipse de Lune, Mars en opposition, le passage d’une comète ou tout autre événement céleste spectaculaire. Alors certaines personnes se décident à franchir le pas et à s’intéresser à la science des astres que l’on nomme l’astronomie et non l’astrologie.
La fin de l’année avec ses festivités et ses nombreux cadeaux est alors propice pour certains au passage à la pratique avec l’acquisition d’un premier instrument d’observation. Mais attention, si participer à une soirée d’observations comme simple observateur est plutôt facile, la pratique de l’astronomie en tant qu’amateur n’est pas si évidente et demande une certaine attention afin d’éviter le découragement et l’abandon de cette discipline pourtant fort intéressante. Alors avant d’acheter ou de se faire offrir un télescope, il est conseillé de se lancer par étape afin de progresser à son rythme et de s’émerveiller à chaque nouvelle découverte. Pour lire la suite, cliquer sur le lien : Débuter en astronomie

Médaille d’or pour US 708. L’étoile la plus rapide de la Galaxie.

Elle s’appelle US 708. Non, ce n’est pas une nouvelle autoroute américaine, comme son nom pourrait nous le faire croire. Il s’agirait plutôt d’une formule 1 de l’espace. Aux jeux galactiques, elle aurait la médaille d’or. En effet, US 708 est le nom de l’étoile la plus rapide de notre Galaxie. Ce bolide file à 998 km par seconde. Oui, par seconde ! A cette vitesse, rien ne peut la retenir, pas même l’attraction gravitationnelle de la Galaxie tout entière. Cette étoile finira par disparaître dans l’espace intergalactique.

Aujourd’hui, cette étoile se trouve déjà très loin de nous, un peu trop loin pour être mesuré directement avec le satellite GAIA par le principe de la parallaxe. On estime sa distance à plus de 27 000 années-lumière, c’est-à-dire 3 fois plus loin que Rho Cassiopée, l’étoile la plus lointaine visible à l’œil nu.

Vue de notre Galaxie par la tranche. Le point jaune représente notre Soleil à l’intérieur de notre Galaxie, et le point bleu l’étoile US 708, qui déjà s’échappe de la Galaxie. Simulation via le logiciel Celestia @ F. de Oliveira.

Vue par-dessus de notre Galaxie. Le point jaune représente notre Soleil et le point bleu l’étoile US 708. La zone en rouge est la position d’origine de l’étoile dans le plan galactique. A droite de notre Galaxie, le grand et le petit nuage de Magellan. Simulation via le logiciel Celestia @ F. de Oliveira.

L’étoile US 708 est donc totalement invisible à l’œil nu, sa magnitude apparente est de +18,7. C’est 30 millions de fois moins lumineux que l’étoile Véga. Il faudrait un télescope de 8 mètres pour la voir ! Cependant, il est possible de la photographier avec un télescope de 200 mm et un long temps de pose. En effet, dans un bon ciel et avec ce télescope il est possible de photographier des étoiles de magnitude +19 en 10 minutes d’exposition. Avis aux amateurs ! Une photo de cette étoile nous montre que c’est une très jolie étoile bleue perdue au milieu d’un champ de galaxies lointaines. C’est sa couleur bleue qui a attiré l’attention, d’où son nom de US 708, pour Ultra violet excess Starlike 708 (étoile avec un excès en ultra-violet).

L’étoile US 708 est un tout petit point bleu perdu au milieu d’un champ de galaxies lointaines. L’étoile est de magnitude +18,7, positionnée aux coordonnées : AD=9h33’21’’, DEC=+44°17’6’’. Elle est située à 10’ d’arc de l’étoile de 8e magnitude HIP 46820 (Hipparcos Star Catalogue).  Photo de @ https://www.google.com/sky/

Elle est située dans la constellation de la Grande Ourse, en bas à droite de la casserole. Le meilleur moment pour la photographier est en février, quand elle est au plus haut dans le ciel, quasiment au zénith en plein milieu de nuit.

Position de l’étoile US 708 dans la constellation de la Grande Ourse. Image simulée avec le logiciel Stellarium. @F. de Oliveira

Cette étoile est très bizarre. C’est une étoile naine, d’un tiers de la masse du Soleil. En surface, elle est constituée d’hélium, quasiment pur, chauffé à plus de 47 000 degrés. Des étoiles naines il y en a beaucoup dans notre Galaxie, on pense que 85% des étoiles sont des étoiles de masse inférieure à 0,4 fois la masse du Soleil. L’étoile US 708 ne fait donc pas figure d’exception. Dans le cœur de ces étoiles naines, l’hydrogène est transformé en hélium par réaction de fusion nucléaire. L’hélium ainsi produit au cœur de l’étoile, chaud, est transporté par convection thermique jusqu’à la surface de l’étoile. Ces étoiles finissent donc par être constituée entièrement d’hélium, y compris en surface. On pourrait donc penser que US 708 est une de ces étoiles classiques. Deux choses ne collent pas. D’une part la température, l’étoile US 708 est bien trop chaude. Elle devrait être rouge à 3 000 degrés, et non bleue à 47 000 degrés. D’autre part, la fusion nucléaire est si lente dans ces étoiles naines que cela prend des centaines de milliards d’années pour transformer tout l’hydrogène en hélium, c’est-à-dire une période de temps bien plus grande que l’âge de l’Univers.

Les modèles astrophysiques montrent que plus l’étoile est massive et plus cette transformation de l’hydrogène en hélium est rapide. Cela peut donc se passer en quelques millions ou milliards d’années si l’étoile est suffisamment massive. L’étoile US 708 est donc forcément le reste d’une étoile plus massive, qui a transformé son hydrogène initial en hélium, et dont une partie de la masse a été éjectée pour ne laisser que le cœur de l’étoile initiale, une étoile naine, dense, riche en hélium et très chaude comme observée. Ce scénario astrophysique est assez classique.

Vous vous demandez sûrement comment une étoile de cette masse a-t-elle pu être accélérée jusqu’à la vitesse folle d’un millième de la vitesse de la lumière ? Les chercheurs également ! Le scénario proposé est le suivant. Au départ il y avait deux étoiles massives tournant rapidement l’une autour de l’autre. L’étoile la plus massive s’est transformée en étoile naine après avoir expulsée son enveloppe. L’autre étoile a aussi perdu son enveloppe d’hydrogène, ne laissant que le cœur chaud d’hélium. Le gaz expulsé a été en partie absorbé par l’étoile naine compagnon, ce qui l’a rendue plus massive, ce qui a provoqué régulièrement des « mini » explosions appelées novae, jusqu’à ce que la masse totale de l’étoile dépasse la masse critique, dite « masse de Chandrasekhar », de 1,4 fois la masse du soleil, limite théorique de stabilité de ces étoiles, ce qui l’a fait exploser totalement.  C’est ce qu’on appelle une explosion « supernova de type Ia », une « supernova thermonucléaire ».

Imaginez un couple de deux patineurs se tenant par la main et tournant rapidement l’un autour de l’autre, et d’un coup, l’un des patineurs disparait. Le second patineur est donc lâché, expulsé à grande vitesse vers l’extérieur, comme par une fronde. C’est ce qui s’est passé pour cette étoile US 708. Son étoile compagne a soudainement explosé, disparu en un nuage de gaz, et l’étoile US 708 s’est trouvée éjectée à grande vitesse. La vitesse mesurée aujourd’hui étant très grande, la vitesse de rotation des étoiles était très élevée, le couple d’étoiles était donc très proche l’une de l’autre, à seulement 0,2 fois le rayon solaire. L’explosion s’est passée il y a 17 millions d’années. C’est dingue ce qu’on peut comprendre d’un tout petit point bleu perdu dans le ciel !

 

Références :

  1. GEIER, S., FÜRST, F., ZIEGERER, E., et al. The fastest unbound star in our Galaxy ejected by a thermonuclear supernova. Science, 2015, vol. 347, no 6226, p. 1126-1128.  Article
  2. Simbad
  3. Google
  4. Wiki
  5. Universguide

 

 

 

Grande conjonction Jupiter-Saturne le 21 décembre

Jupiter et Saturne se rapprochent petit à petit, la Grande conjonction du siècle est pour bientôt. Photo prise entre deux nuages, samedi 12 décembre, 1 seconde de temps de pose, ISO 500, foc 50mm

photo de Francois De Oliviera

Photo de Jean-Charles FARE

En cette fin d’année, les planètes Jupiter et Saturne vont se rapprocher. Du moins vu de la terre, nous aurons l’impression qu’elles seront très proche l’une de l’autre.

Ce phénomène s’appelle une conjonction planétaire géocentrique.  Le rapprochement apparent entre les deux astres sera à son maximum le 21 décembre. Elles ne seront séparées que de 0,1° soit un cinquième du diamètre de la la pleine lune. La dernière fois que cela est arrivé, c’était au moyen âge, en 1623 à l’époque de Galilée ! La prochaine fois qu’il y aura un écart aussi minuscule ce sera en 2080.

Cette impression de « double planète » ne sera qu’un effet d’optique vu de la Terre. En réalité, Jupiter et Saturne ne seront pas si proche que ça. En unité astronomique (UA : distance Terre-Soleil, soit environ 150 millions de kilomètres.), Jupiter sera à 5 UA de nous et Saturne à 10 UA. En raison de leur mouvement autour du Soleil, les deux planètes gazeuses géantes se rattrapent tous les 20 ans environ.

Même si les planètes ne seront pas très hautes dans le ciel (moins de 20°),  ce phénomène sera visible en soirée en Normandie (juste après le coucher du soleil).

N’hésitez pas à jeter un coup d’oeil en direction du Sud-Sud Ouest à la tombée de la nuit à partir de la mi-décembre.

A l’oeil, aux jumelles ou au télescope, le spectacle devrait être très impressionnant : de belles photos en perspectives à faire avec les deux planètes sur le capteur.

Source : Stellarium

Michel DECONINCK coordinateur national de l’AWB (Les astronomes sans frontières) pour la France, propose un projet participatif sur la perception de la vision nocturne des objets très proches dans le ciel qui est mené par Nayoro Observatory « Kitasubaru » au nord du Japon. Vous pouvez poster le résultat de vos observations via son site : https://astro.aquarellia.com

Hélios, Hélium, Alpha, Zeta Puppis

Non, ce n’est pas la nouvelle formule magique de Harry Potter. Encore que… De voir le Soleil se lever le matin est comme un miracle chaque jour renouvelé. Hélios était le dieu du Soleil dans la mythologie grecque. Et si Gaia, la déesse Terre, n’avait pas eu un accès de colère en l’an -227, nous aurions été émerveillés de visiter l’île de Rhodes et son immense statue d’Hélios, le célèbre Colosse de Rhodes, l’une des Sept Merveilles du monde.

C’est à ce dieu du Soleil que l’astronome français Jules Janssen pensait peut-être, lorsque le 18 août 1868 il observa une éclipse de Soleil et, pour la première fois dans le spectre de lumière, les raies (lignes sombres ou lumineuses dans le spectre de lumière) caractéristiques d’un nouvel élément chimique encore inconnu sur Terre. Hélium ! C’est le nom que lui donna l’astronome britannique Norman Lockyer.

L’hélium est le second élément chimique le plus abondant dans l’Univers. Il constitue à peu près 23% en masse de tout l’Univers observé. Pourtant, sur Terre, on n’en trouve quasiment pas. C’est un gaz trop léger pour rester dans l’atmosphère de notre planète. Saviez-vous que l’hélium que l’on utilise dans les ballons de baudruche est extrait de mines ? Et qu’il provient de la radioactivité alpha ? En effet, c’est un des produits de la désintégration de l’uranium. Un déchet nucléaire en quelque sorte.

Radioactivité alpha, ça vous parle ? Alpha est aussi grecque que Hélios, c’est la première lettre de l’alphabet grec. C’est cette lettre que les physiciens ont choisie en 1898 pour désigner l’une des 3 sortes de radioactivité (alpha, beta, gamma). Et c’est dans l’étude de cette radioactivité alpha que le physicien néo-zélando-britanique Ernest Rutherford parvint à comprendre la structure des atomes. Ils sont constitués d’un noyau lourd, central, et de particules légères, les électrons. Les électrons tournent autour du noyau comme les planètes tournent autour du Soleil. Le monde du très petit ressemble au monde du très grand, encore une sublime découverte scientifique !

Oui mais, comment comprendre les différentes lumières émises par ces atomes ? L’hydrogène par exemple, émet des raies de différentes énergies qui varient comme la suite mathématique 1, 1/4, 1/9, 1/16, 1/25… L’histoire des découvertes et de la compréhension des lois des atomes est racontée dans un excellent livre que je vous recommande vivement : « De l’atome au noyau : Une approche historique de la physique atomique et de la physique nucléaire » de Bernard Fernandez. En 1913, le physicien danois Niels Bohr propose une nouvelle physique avec de nouvelles règles, qu’on appellera « la physique quantique ». Contrairement au système solaire, le modèle planétaire de Bohr ne fonctionne que pour certaines trajectoires des électrons. Niels Bohr calcule les énergies lumineuses émises par l’atome d’hydrogène, et il trouve que ses résultats sont en parfait accord avec les observations. L’énergie E est proportionnelle à 1 divisé par n*n, avec n un entier, on a donc n=1 E=1, n=2 E=1/4, n=3, E=1/9 etc…  C’était le premier succès de cette physique quantique naissante. L’importance et l’intérêt de cette découverte atomique allait être confirmés par la résolution d’un problème astrophysique ! Le « mystère de Zeta Puppis ».

Crédit : STELLARIUM

Zeta est aussi une lettre grecque, la sixième de l’alphabet. Puppis est le nom latin de la constellation de la Poupe, une constellation située sous la constellation du Grand Chien et l’étoile Sirius. Zeta Puppis est donc une des étoiles de cette constellation, c’est même la plus brillante avec une magnitude 2,1. Selon la règle de Bayer, un astronome du 16e siècle, elle aurait dû prendre le nom de Alpha Puppis, puisque c’est la plus brillante. Elle porte aussi les noms de Naos (du grec Temple) et Suhaïl Hadar qui signifie littéralement « l’étoile brillante du sol » en arabe. En fait, elle est difficilement observable depuis nos régions car elle est située très bas sur l’horizon. Du coup, elle paraît moins brillante, parce que sa lumière est très affaiblie par la traversée des épaisses couches de l’atmosphère, d’où son nom de Zeta, et non Alpha. C’est au sud de la France, ou même mieux, dans l’hémisphère sud, qu’on pourra l’observer plus facilement, pensez-y la prochaine fois que vous voyagerez.

Crédit : WIKISKY.ORG

L’étoile est située très loin, à plus de 1000 années-lumière. Zeta Puppis est une des étoiles les plus chaudes que l’on puisse voir à l’œil nu. Sa température de surface est de 42 000 degrés, à comparer aux 5 600 degrés de notre Soleil qui fait pâle figure. C’est une étoile d’un bleu extrême. Dans cette lumière, dès 1896, les astronomes avaient observé des raies spectrales mystérieuses. Cela ressemblait beaucoup aux lumières émises par les atomes d’hydrogène, avec des énergies suivant la série 4, 1, 4/9, 4/25…, donc avec un décalage systématique en énergie par un facteur 4 par rapport à l’hydrogène. De quel atome encore inconnu provenaient ces raies ? Un hydrogène survitaminé ? Bohr n’eut guère de peine à interpréter ces observations. Dans sa formule de l’atome d’hydrogène, l’énergie est proportionnelle à  Z*Z divisé par n*n, Z=2 pour l’hélium, on a donc 4 divisé par n*n, d’où 4, puis 1, puis 4/9 etc… Il suffisait donc simplement de remplacer la charge de l’hydrogène (Z=1, c’est le nombre d’électrons) par la charge de l’hélium (Z=2, deux électrons dans un atome d’hélium) ! L’énergie calculée allant comme le carré de la charge Z, on obtient un facteur 4. Les raies observées dans les lumières de Zeta Puppis étaient donc celles d’atomes d’hélium ionisés (excités) dans l’atmosphère ultra chaude de cette étoile, raies encore inconnues en laboratoire à l’époque mais prédites par Bohr.

 

Oh, histoire merveilleuse,

Des différents mondes,

Celui des dieux,

Des atomes et des cieux,

Qui parlent et se répondent,

Dans une langue lumineuse !