La Rochelle, 25.05.061 Etoiles Be : perspectives pour une collaboration pros-amateurs Coralie Neiner...
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Etoiles Be : perspectives pour une collaboration pros-amateurs
Coralie NeinerGEPI, Observatoire de Paris-Meudon
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Plan de la présentation:
Les étoiles Be?
Le phénomène Be
Les pulsations des étoiles Be
La mission COROT
Proposition de contribution des amateurs à COROT
Autres contributions amateurs possibles
Conclusion
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Que sont les étoiles Be?
découvertes en 1867 par le père Secchi
des étoiles B = chaudes (bleues)
T = 20000 K = 3-4 Tsoleil
non-supergéantes
M = 8 Msoleil
R = 6 Rsoleil
variables
et ….
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qui ont au moins une fois montré une raie en émission
Be = B émission
20% des étoiles B
particularité ou étape dans l’évolution?
B Be B Be
Koubsky et al. 2000
Halpha
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geométrie applatie
région de vent polaire + disque équatorial froid
Comment produire assez de moment angulaire pour éjecter de la matière jusqu’a une orbite stable autour de l’étoile?
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Différents types de profils d’émission
Sletteback 1979
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Rotation des étoiles BeRotation rapide en général (mais < vitesse critique)
Elargissement Doppler de la raie par la rotation
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Applatissement de l’étoile
Vitesse de rotation V=0 Très rapide
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Variations des étoiles Be
variation rapide du spectre et de la lumière (heures – mois) & vent fortement variable
o And
Hipparcos
Hubert & Floquet, 1998
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variation cyclique à long-terme dans les raies spectrales (5-20 ans) : oscillation globale du disque?
Telting 1996
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éjection épisodique de matière (ans - décennies) : le “phénomène Be”
Comment éjecter cette matière?
Hipparcos
Hubert & Floquet, 1998
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Explications possibles aux éjections
Binarité : interaction avec un compagnon, mais il existe des étoiles Be qui ne sont pas binaires...
Présence d’un champ magnétique: on ne connait qu’une étoile Be magnétique à ce jour (omega Ori), mais les instruments polarimétriques n’étaient pas assez sensibles jusqu’à récemment pour détecter ces champs...
Battement de pulsations non radiales: on voit des pulsations dans la plupart des étoiles Be, mais on n’a observé un battement de pulsations que dans une seule Be (mu Cen)...
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Les pulsations
R = 6 Rsoleil
M = 8 Msoleil
T = 20000 K
Diagramme H-R
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Etoiles Céphei
B0.5-B2 III-IV
périodes de pulsations courtes (heures, radiales + non-radiales, modes de pression)
brulent de l’hydrogène dans leur coeur
zone d’instabilité
le prototype Cep est aussi une étoile Be
B2-B5
périodes de pulsations (jours, non-radiales, mode de gravité)
zone d’instabilité sous les Cep dans le diagramme H-R
Etoiles SPB
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Onde à l’intérieur de l’étoile, courbée par le changement de vitesse du son
Le parcours de l’onde dépend de la structure interne de l’étoile
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l = nb total de lignes séparatrices
m = nb de méridiens séparateurs
Schrijvers 1999
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l=2, m=1 l=5, m=3
C. Ormerod
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l=10, m=10 l=7, m=4
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Exemple de pulsations vues dans les profils de raies
(2 modes : l=3, m=0, f=2.6 c/j et l=3, m=-3, f=2.95 c/j)
Cyg, Neiner et al. 2004
Observations Modèle
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Les pulsations pour expliquer le phénomène Be?
L’idée : Il y a plusieurs modes de pulsations dans les Be
Conséquence : Ces différents modes créent des interférences constructives appelées battement : lorsque l’amplitude des différents modes est maximale en même temps, il y a assez d’énergie pour éjecter de la matière…
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Cen :
la seule étoile Be avec des battements détectés de pulsations
Rivinius et al., 1997
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Problème : détecter les pulsations n’est pas facile, car les périodes sont de l’ordre de 1 jour (comme la rotation de la Terre…) détecter les battements de pulsations est encore plus dur, car il faut observer l’étoile pendant des années
Solution : utiliser un satellite plus d’alternance jour-nuit quelques mois d’observations suffisent car elles sont continues et très précises le satellite COROT
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COROT (Convection, Rotation et Transits planétaires)
détecter et étudier les étoiles pulsantes + détecter des planètes extrasolaires
collaboration CNES, ESA, la France, des instituts européens et le Brésil
télescope 30 cm, champ 3.5*3.5 deg, vers le centre et l’anticentre galactiques
4 CCDs: 2 pour l’astérosismologie + 2 pour les exoplanètes
lancement en octobre 2006
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Les cibles et le programme CorotObservations de 5 champs vers le centre et l’anticentre galactiques : 150 jours par champ
Programmes additionnels: astérosismologie dans les CCDs exoplanètes ou exoplanètes dans les CCDs astérosismo
Observations courtes pour des programmes exploratoires : 20-30 jours par champ
Astérosismologie : 1 (ou 2) cible principale par champ de magnitude ~5.5 + 8-9 cibles secondaires de magnitude 5.6 à 9.4
Exoplanètes : des milliers d’étoiles par champ de magnitude 12 à 16
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Anticentre
HD 46558
CorotSky
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HD 49933
HD 49434
Champs exoplanètes2 étoiles Be
2 cibles principales CorotSky
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Les cibles Be de Corot
18 étoiles Be avec 6<V<9 près des cibles principales = possible cibles secondaires en astérosismo dont 4 déjà sélectionnées
~50 étoiles Be avec 6<V<9 visibles par Corot = possible comme cibles pour des observations courtes
des centaines d’étoiles Be avec 12<V<16 dans les CCDs exoplanètes = possible comme cibles additionnelles
Voir http://www.ster.kuleuven.be/~coralie/corotbe.html
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Avec COROT on s’attend à:
beaucoup de détections de pulsations dans les étoiles Be chaudes (B0e à B3e)
la détection de pulsations de faible amplitude pour les étoiles Be moins chaudes (B4e à B9e) qui n’ont pas été détectées jusqu’à présent, mais qui sont prévues par la théorie
la détection de battement de pulsations
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Mais: COROT observe en photométrie...
Il serait utile de connaitre aussi le spectre des etoiles Be pendant que COROT les observe:
pour voir si on observe les mêmes pulsations en photométrie et en spectroscopie (il semble que certains modes apparaissent mieux soit en photométrie soit en spectroscopie)
pour connaitre le moment des éjections de matière (émission à Halpha) et voir s’il correspond bien aux battements de pulsations résoudre la question de l’origine du phénomène Be
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Contribution possible des amateurs
Observer les quelques cibles secondaires Be de COROT avec 6<V<9 pendant 150 jours chacune
Observer les quelques cibles exploratoires Be de COROT avec 6<V<9 pendant 20-30 jours chacune
Et aussi...
Observer les plus brillantes (5<V<6) des 50 cibles pulsantes primaires et secondaires (de type beta Cep, gamma Dor, delta Scuti, etc...) pendant 150 jours chacune
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Organisation des observations amateurs
Tous les 6 mois il y aura 1 ou 2 etoiles Be à étudier
La mission durera au moins 2.5 ans
Pour chaque étoile il faut:
1. Une mesure de temps en temps réparties sur 150 jours (pour voir s’il y a une éjection de matière)
2. Un suivi intensif en réaction rapide en cas d’éjection de matière
3. Un suivi intensif planifié pendant 15 jours sur un grand domaine de longueur d’onde (pour étudier les pulsations)
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1. Une mesure de temps en temps
Observations réparties sur 150 nuits, avec au moins 1 spectre par semaine
Une seule étoile
Avec des spectros Lhires3 ou autres spectros amateurs
Seulement la raie Halpha
Pour savoir si l’étoile Be a une éjection de matière
Facile à faire par tous les amateurs!
Impossible à faire par le pros (1 spectre par semaine)
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2. Alerte éjection
Observations non planifiables, déclenchées si une des étoiles Be éjecte de la matière
Avec des spectros Lhires3 ou autres spectros amateurs
La raie Halpha suffit (mais si on a d’autres raies c’est encore mieux!)
Un spectre par nuit suffit
Pour suivre l’éjection de matière
Facile à faire par tous les amateurs!
Impossible à faire par les pros (nécessite une réaction rapide!)
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3. Suivi intensif planifié Observations pendant 15 nuits consécutives, avec au moins 5 spectres par nuit, sur une seule étoile Be par semestre
Soit avec plusieurs spectros Lhires3
Plusieurs équipes d’observateurs : chaque équipe observe une longueur d’onde. Ex: une équipe observe Halpha 6563 + HeI 6678, une autre équipe observe HeI 4471 + MgII 4481, etc.
Soit avec le spectro échelle Musicos à Saint Véran (toutes les longueurs d’onde d’un coup)
Pour étudier les pulsations
Nécessite une bonne organisation et beaucoup d’observateurs Lhires3 ou nécessite des missions à Saint Véran!
Faisables par les pros sur des spectros pros
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Le même suivi intensif pour l’étude des pulsations peut-être fait pour d’autres types d’étoiles pulsantes de COROT que les Be :
- les étoiles gamma Dor
- les étoiles delta Scuti
- les étoiles beta Cephei
- les étoiles SPB
- etc...
Dans ce cas, se concentrer sur les étoiles les plus brillantes (5<V<6) de COROT
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Autres contributions des amateurs
Insérer les spectres d’étoiles Be que vous avez déjà dans la base de données BeSS Voir présentation de F. Cochard
Participer à des missions d’observations d’étoiles Be à Saint Véran Voir présentation d’O. Thizy
Obtenir des spectres à Halpha quand il y a une alerte d’étoiles Be en pleine éjection sur la liste de diffusion spectro-l
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Spectro-LSpectro-L
• Liste de discussion crée en 2003 suite à Oléron.
• Objectif: développer la spectrographie et les liens entre astronomes professionnels et amateurs.
• Une progression constante depuis sa création
• Actuellement dans une phase «instrumentale»
http://groups.yahoo.com/group/spectro-l/
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Spectro-L: évolution #membresSpectro-L: évolution #membres
“Lhires III”
OHP 2005
OHP 2004
Oléron 2003
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Spectro-L: évolution #messages/moisSpectro-L: évolution #messages/mois
“Lhires III”
Oléron 2003
OHP 2004 OHP 2005
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Spectro-L: répartition géographiqueSpectro-L: répartition géographique
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Conclusions
Les amateurs peuvent faire des observations utiles pour aider la recherche sur les étoiles Be!
Les amateurs peuvent faire des observations que les pros ne peuvent pas faire!
Ces observations sont passionnantes car les étoiles Be varient tout le temps!