Les étoiles variables

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Algol : l'étoile diabolique

Depuis des temps immémoriaux l'étoile β PerseiAlgol
La variabilité de son éclat est due à l'éclipse mutuelle de deux étoiles dont le plan de l'orbite se trouve sur l'axe de visée.
Algol
bénéficie d'une réputation diabolique. Les Hébreux l'appelaient Rosh ha Satan, la « Tête de Satan » ; quant aux Chinois ils lui avaient donné le nom plus hautement poétique de Tseih She, le « Tas de cadavres ». Cette funeste renommée est visiblement due à ses variations de luminosité, comportement inhabituel remarqué depuis la plus haute Antiquité.
Son nom actuel : Algol, vient de l'arabe Ra's al-Ghul, la « Tête du démon ».
En Europe, cette variation d'éclat ne fut véritablement remarquée que vers 1670, depuis Bologne (Italie), par Geminiano Montanari (1633 - 1687) et confirmée ensuite par un certain Jacopo Filippo Maraldi (1665 - 1729).

John Goodricke

Mais il faudra attendre 1782 pour que John Goodricke (1764 - 1786), un jeune astronome amateur anglais de 19 ans, stimulé par la découverte récente de la planète UranusUranus
Théoriquement visible à l'œil nu, il faudra cependant attendre l'invention du télescope pour qu'elle puisse être découverte par William Herschel…
Planète Uranus
(et certainement non imprégné par le dogme aristotélicien de l'incorrup­tibilité des cieux), s'intéresse de plus près à cette variation et lui trouve une régularité de 2 jours 20 heures 49 minutes.
Sourd et muet de naissance, il parvint cependant à faire annoncer, le 15 mai 1783, devant les membres de la Royal Society que la périodicité d'Algol ne pouvait s'expliquer que par l'éclipse mutuelle de deux étoiles. Ce scenario parut invraisemblable à l'époque et ce malgré l'hypothèse de Christian Mayer (1719 - 1783), en 1776, de l'existence des étoiles doubles tournant l'une autour de l'autre.

John Goodricke
John Goodricke (1764 - 1786)

δ Cephei… étoile type des céphéides

C'est ce même astronome amateur qui remarqua la variation de luminosité de l'étoile δ CepheiDelta Cephei
Étoile type des céphéides, c'est également une étoile double. Ses variations lumineuses furent mises en évidence par John Goodricke.
Delta Cephei
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Il fut également intrigué par la régularité de ces variations, dont il mesurait l'amplitude en comparant sa magnitudeMagnitude (stellaire) : échelle logarithmique permettant de répertorier les étoiles en fonction de leur luminosité. Le niveau zéro de cette échelle a été arbitrairement attribué à une série d'étoiles étalons et le rapport entre chaque magnitude est d'un facteur 2,5.
Glossaire
avec celles d'étoiles voisines. Il passa ainsi toutes les nuits exploitables derrière ses oculaires, répétant les mesures plusieurs fois par nuit, et ce durant plusieurs mois.
Malheureusement, le comté d'York n'est pas de bonne réputation en ce qui concerne ses « fraîcheurs » nocturnes. Celles-ci eurent très vite raison de la faible résistance de ce pauvre garçon qui succomba d'une broncho-pneumonie alors qu'il n'avait pas encore 22 ans.
Goodricke interpréta la variabilité de δ Cephei par l'apparition de taches sombres à la surface de l'étoile, phénomène qu'il considéra analogue à celui observable sur notre Soleil, mais en plus accentué.
Si son interprétation de la variabilité d'Algol était intuitivement la bonne, il s'est redoutablement trompé sur l'origine de celle de δ Cephei. Cependant, reconnaissons lui le mérite d'avoir porté l'intérêt de la communauté astronomique sur une nouvelle classe d'objets célestes pleine de promesses : les étoiles variables.

Étoiles variables

Tout au long de son existence une étoile connaît une évolution plus ou moins rapide de ses différents paramètres : sa couleur et son type spectral, son diamètre et sa luminosité varient au cours du temps. Ces variations s'effectuent à une échelle de temps de l'ordre de quelques millions à plusieurs milliards d'années et, bien que la patience soit l'une des propriétés de l'astronome, elles ne peuvent être directement observées ! Mais il existe tout un ensemble d'étoiles qui montrent des variations importantes et rapides de leur luminosité.
La variation de la magnitude en fonction du temps permet de tracer une courbe de lumière caractéristique des différents types de variables. Plus de 20 000 étoiles variables sont aujourd'hui répertoriées et les phénomènes à l'origine de leurs changements d'éclat sont multiples.
Il est possible de les scinder en deux grandes catégories :

  1. celles dont la variation de luminosité est intrinsèque, donc directement reliée aux modifications physiques de l'étoile, qu'elles soient régulières ou pas ;
  2. celles dont la variation de luminosité est extrinsèque, car indépendante des conditions physiques de l'étoile.

Nomenclature des étoiles variables
Les étoiles variables sont désignées, dans l'ordre de leur découverte, par le nom de leur constellation précédé d'une ou deux lettres latines : la première étant R, puis S, T, …, Z, RR, RS, …, RZ, et ainsi jusqu'à ZZ. Puis AA, …, AZ, BB, …, BZ, CC, …, QZ. La lettre J n'est pas utilisée.
Cette méthode porte à 334 le nombre d'appellations possibles par constellation. Si le nombre d'étoiles variables dépasse 334, les suivantes sont désignées toujours par ordre chronologique de découverte, par la lettre V suivie de 335, 336, etc. Cette classification, beaucoup plus simple, n'a pas été utilisée de prime abord car les astronomes étaient loin de penser qu'elles seraient aussi nombreuses.
Les novæ sont également classées selon le même type. Les étoiles déjà désignées par une lettre grecque conservent cette appellation, exemple : β Lyræ ou δ Cephei. Les variables d'amas globulaires n'ont qu'un numéro d'ordre de découverte, précédé du nom de l'amas.