L'Algol "Demon Star" est parmi les étoiles variables les plus faciles - parfait pour les débutants. Sa luminosité à l'œil nu diminue sensiblement pendant environ 10 heures une fois tous les deux jours, 20 heures et 49 minutes, car une étoile compagnon sombre en orbite près du bord de la Terre traverse en face de l'étoile principale beaucoup plus brillante. Les temps "minimums d'Algol" très prévisibles vous indiquent quand commencer à regarder l'étoile retrouver sa luminosité normale.
Tout le monde a vu des étoiles scintiller dans le ciel nocturne. Le scintillement est produit par la turbulence dans l'atmosphère terrestre qui dévie temporairement les rayons étroits de la lumière des étoiles avant qu'ils n'atteignent nos yeux. Le scintillement se produit sur des échelles de temps de fractions de seconde. Le phénomène est strictement dû à l'air que nous regardons - nous ne voyons aucun changement dans les étoiles elles-mêmes.
Mais un grand pourcentage d'étoiles dans le ciel varie en fait la quantité de lumière qu'elles émettent, entraînant des changements dans leur luminosité visuelle sur des échelles de temps d'heures, de jours ou même d'années. Dans la plupart des cas, les changements sont subtils. En fait, ils n'ont été détectés que lorsque les astronomes ont commencé à prendre des mesures quantitatives de la luminosité des étoiles et à voir les différences d'une nuit à l'autre. Ces étoiles sont devenues des étoiles variables.
Les étoiles variables peuvent avoir de nombreuses causes sous-jacentes. Certaines étoiles pulsent en devenant instables vers la fin de leur cycle de vie. Certaines étoiles ont des compagnons à proximité desquelles elles volent de la masse, et elles s'enflamment temporairement avec une fusion accrue chaque fois qu'un point de basculement est atteint - comme des poussées sur un gril. Une autre classe d'étoiles varie en luminosité apparente car nous voyons la lumière combinée de deux étoiles ou plus en orbite l'une autour de l'autre. Selon un calendrier prévisible, une étoile passe derrière l'autre, obscurcissant une partie du flux lumineux combiné qu'elles envoient sur notre chemin. On les appelle des étoiles binaires à éclipses. [Star Tunes: Composer définit des données scintillantes en musique]
Une poignée d'étoiles évidemment variables est connue depuis des millénaires. Dans cette édition de Mobile Astronomy, nous examinerons une étoile binaire à éclipses dont la luminosité change suffisamment pour que les observateurs du ciel de tous les jours puissent la détecter facilement. C'est Algol, surnommé «l'étoile du démon», et il se trouve presque au-dessus des cieux pour les observateurs du ciel de la latitude nord du nord pendant les premières soirées.
Trouver Algol
Algol, également désignée Beta Persei, est la deuxième étoile la plus brillante de la constellation Persée, le héros. À cette époque de l'année, Persée est déjà près du zénith (c'est-à-dire directement au-dessus) dès que le ciel devient complètement sombre en début de soirée. Il occupe le ciel entre la petite grappe de Pléiades brillante du Taureau le taureau et la constellation distinctive en forme de W de Cassiopée, la reine. Les applications astronomiques du ciel telles que SkySafari 6 pour iOS et Android vous aideront à trouver Algol et les autres étoiles que je mentionne ci-dessous.
Pendant la nuit, Persée descend dans le ciel occidental et se couche vers 4 heures du matin, heure locale, ce qui nous laisse suffisamment de temps pour l'observer. (En fait, Persée est une constellation du nord, et certaines parties ne se fixent pas pour les observateurs du ciel aux latitudes nord. Mais le soir de février, elle est bien positionnée haut dans le ciel à un moment opportun.)
L'étoile la plus brillante de Persée, Mirfak (également connue sous le nom d'Algenib ou Alpha Persei), est facile à repérer car elle est plus brillante que toute autre étoile à proximité, à l'exception de Capella jaunâtre, qui se trouve à environ 19 degrés (ou une étendue de la taille de deux poings) au-dessus il. Si vous imaginez une ligne imaginaire joignant Mirfak et Polaris, le reste de Persée se compose de deux chaînes d'étoiles plus faibles qui commencent à Mirfak et s'écartent de Polaris. Face à l'ouest, Algol est l'étoile de couleur bleu-blanc, de luminosité moyenne, assise à 9 degrés en bas à gauche de Mirfak.
Le nom Algol vient de l'expression arabe «ra's al-ghul», qui signifie «la tête du démon». Et oui, c'est le même Ra's al-Ghul utilisé par le personnage de DC Comics! Dans la mythologie grecque, Persée a tué la méduse Gorgone, et la constellation le représente portant sa tête coupée à la maison, avec Algol représentant Méduse. Plusieurs étoiles à gradation proches complètent le contour de la tête.
La plupart du temps, Algol brille avec une luminosité constante d'environ magnitude visuelle 2,1, qui est facilement visible des yeux sans aide. Mais tous les deux jours, 20 heures et 49 minutes, Algol diminue la luminosité à la magnitude visuelle 3,4 (une augmentation de la valeur de la magnitude est une diminution de la luminosité), la portant à la limite de la visibilité à l'œil nu du ciel urbain. Pas étonnant que les anciens Grecs associaient Algol à un être surnaturel. Que se passe-t-il?
Pourquoi Algol varie-t-il en luminosité?
L'étoile que nous voyons comme Algol est en fait une paire d'étoiles situées à environ 93 années-lumière de la Terre; les deux sont en orbite si près l'un de l'autre qu'ils apparaissent comme une source de lumière stellaire aux yeux sans aide et aux petits télescopes. L'étoile primaire beaucoup plus chaude et plus brillante est trois à quatre fois plus massive que son compagnon secondaire plus froid et émet environ 26 fois plus de lumière. Les astronomes estiment que les deux étoiles ne sont en moyenne séparées que de 0,06 unité astronomique (UA). (Un UA est la moyenne de la séparation Terre-soleil - environ 93 millions de miles, ou 150 millions de kilomètres.) C'est une fraction de la distance de Mercure au soleil!
L'orbite de l'étoile secondaire sombre autour de l'étoile primaire brillante est presque orientée vers la Terre, et une fois pendant chaque orbite, elle traverse la Terre et l'étoile primaire, coupant (ou éclipsant) une partie de la lumière de cette étoile. La diminution de la luminosité dure 10 heures, y compris le temps nécessaire à l'étoile secondaire pour passer sur et hors de l'étoile primaire. L'intervalle le plus faible dure environ 4 heures. L'ensemble du processus se répète tous les 2,87 jours.
Les astronomes tabulent ces «minima d'Algol» et les publient dans des magazines et manuels d'astronomie. Pour tout observateur donné sur Terre, certains minima se produisent pendant les heures de clarté, les rendant inobservables. Le site Web CalSky utile peut prédire les minima nocturnes visibles depuis votre site d'observation. Accédez à la page Deep Sky / Variable Stars / Predictions, ajustez les paramètres de début de calcul et de durée (j'aime utiliser un mois) et cliquez sur Go. Une liste quotidienne des temps minima (et maxima) pour les étoiles variables proéminentes sera générée.
Il y a en fait une troisième étoile dans le système Algol, mais sa distance orbitale de 2,69 UA des deux autres étoiles n'est pas assez proche pour interférer avec la lumière que nous recevons d'eux. Ensuite, nous allons couvrir quelques conseils pour voir le changement d'Algol. [Les meilleurs événements d'observation du ciel à rechercher en 2018]
Regardez l'étoile du démon s'éclairer
La plupart du temps, Algol brille aussi brillamment que l'étoile Almach de magnitude 2,1, située à 12 degrés en bas à droite d'Algol. Parce qu'Almach ne varie pas en luminosité, il peut être utilisé comme comparateur standard pour déterminer quand Algol s'est estompé. Tenez-vous dans un endroit où les deux étoiles sont bien en vue et comparez leur luminosité. Vous pouvez également utiliser des jumelles pour passer d'une étoile à l'autre et les comparer. Algol et les étoiles de comparaison sont suffisamment brillantes pour que le clair de lune n'interfère pas avec vos observations d'étoiles variables.
Au minimum, Algol est à peu près égale en luminosité à une étoile modeste située à seulement deux largeurs de doigt en bas à gauche, nommée Gorgonea Tertia, ou «troisième étoile du Gorgon». En incluant cette étoile dans vos observations, vous pouvez juger si Algol est complètement éclipsé. Gorgonea Tertia est également légèrement variable, changeant de 0,7 magnitude avec un cycle de 50 jours, mais cela servira notre objectif ici.
Si vous le pouvez, commencez à regarder Algol une heure ou deux avant le minimum prévu; puis revenez toutes les 30 minutes environ. Au minimum, vous devriez voir qu'Algol est égal en luminosité à Gorgonea Tertia. Au cours de la soirée (environ 5 heures), Algol s'éclaircira lentement jusqu'à son intensité régulière. Voici quelques bonnes occasions à venir pour voir Algol s'éclairer pour les observateurs en Amérique du Nord:
Jeudi 22 février à 1 h 30 HNE (retrouve sa pleine luminosité vers 6 h 30)
Samedi 24 février à 22 h 06 EST (retrouve sa pleine luminosité vers 3 h 00 du matin)
Mardi 27 février à 18 h 54 EST (retrouve sa pleine luminosité vers 23 h 54)
Samedi 17 mars à 12 h 48 HAE (retrouve sa pleine luminosité vers 5 h 48)
Les opportunités du 24 février et du 27 février sont les plus pratiques. Une fois le printemps et l'été arrivés, les nuits plus courtes ne seront pas vraiment assez longues pour regarder Algol s'illuminer - mais l'automne apportera des mois supplémentaires de possibilités parfaites pour voir l'étoile du démon en action. Algol devrait varier en luminosité de cette façon pendant des millions d'années à venir. Vous avez donc tout le temps d'observer par vous-même l'un de ces phénomènes astronomiques inhabituels. Bonne chance!
Aller plus loin
Une fois que vous maîtrisez l'observation d'Algol, vous pouvez essayer d'autres étoiles variables plus difficiles. Lambda Tauri, une autre étoile binaire éclipsante, effectue un cycle tous les 3,95 jours, diminuant la luminosité pendant 14 heures à chaque fois. La récupération de 7 heures est probablement trop longue pour être surveillée en une seule nuit, mais une série d'observations révélera ses changements. Certaines étoiles variables, telles que Delta Cephei et Mekbuda (Zeta Geminorum), varient de façon plus continue, par opposition à une baisse de luminosité. Utilisez la fonction de recherche de votre application d'astronomie pour les trouver.
L'American Association of Variable Star Observers (AAVSO) encourage les astronomes chevronnés et les débutants à se renseigner sur les étoiles variables et à soumettre des estimations de la luminosité d'observation qui sont utilisées par les chercheurs en astrophysique stellaire. Le site Web de l'AAVSO regorge de ressources précieuses, et le groupe a également produit l'application Variable Stars pour Android qui comprend les noms et la luminosité des étoiles variables actuellement visibles. Il existe des listes courtes pour les débutants, des listes complètes pour les experts et une base de données consultable.
Dans les prochaines éditions de Mobile Stargazing, nous mettrons en évidence certaines cibles binoculaires d'hiver, verrons comment les astronomes mesurent les distances aux étoiles, vous montrerons quelques étoiles mentionnées dans la science-fiction et plus encore. En attendant, continuez à chercher!
Note de l'éditeur: Chris Vaughan est un spécialiste de la sensibilisation et de l'éducation du public en astronomie à AstroGeo, membre de la Société royale d'astronomie du Canada et opérateur du télescope historique de l'observatoire David Dunlap de 74 pouces (1,88 mètre). Vous pouvez le joindre par e-mail et le suivre sur Twitter @astrogeoguy, ainsi que sur Facebook et Tumblr.
Cet article a été fourni par Simulation Curriculum, le leader des solutions de curriculum en sciences spatiales et les créateurs de l'application SkySafari pour Android et iOS. Suivez SkySafari sur Twitter @SkySafariAstro. Suivez-nous @Spacedotcom, Facebook et Google+. Article original sur Space.com.
