Systèmes doubles

question posée le 29-11-2014 par P-A

Epsilon Aurigae, l\'étoile mystérieuse
Epsilon Aurigae, l'étoile mystérieuse

Image Crédit & Copyright: Alson Wong & Citizen Sky

Bonsoir Ciel des Hommes.

Je regardais avec mon télescope des duos étoilés et je me demandais a quelle distance se trouvent habituellement les étoiles l'une de l'autre et si on pouvait les "voir" "transiter". Ce qui m'a mis une autre question en tête ; leur rotation ce fait elle comme si une étoile était un satellite ou bien il y a un point "milieu entre" les deux.

Merci !

réponse du 02-12-2014 par Fabrice Mottez

Dans les systèmes d'étoiles doubles, les deux étoiles tournent l'une autour de l'autre. Leur distance peut être très petite ou grande.

Par exemple l'étoile W Uma est en fait un système double. La distance entre les deux étoiles de W Uma est seulement de 2,58 rayons solaires, c'est à dire moins de 2 millions de kilomètres. C'est peu en comparaison de la distance Terre-Soleil qui est de 150 millions de kilomètres. En fait, ces deux étoiles sont tellement proches qu'elles se touchent ! Le système tourne sur lui-même en moins de 8 heures.

Une étoile double assez brillante et assez connue est formée de deux étoiles très proches, c'est Algol dans la constellation de Persée. La distance entre les deux étoiles composant Algol est de 14 rayons solaires (1 rayon solaire = 700 000 km). Elles tournent l'une autour de l'autre en 2,8 jours.

Algol
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L'étoile Algol, dans la constellation de Persée, est une célèbre étoile binaire à éclipses, source de rayonnements X et radio

D'autres étoiles doubles sont formées de deux étoiles plus éloignées l'une de l'autre. Par exemple epsilon Aurigae (constellation du Cocher) est composée de deux étoiles éloignées de 18 unités astronomiques (=18 fois la distance Terre-Soleil), et tournent l'une autour de l'autre en 9892 jours= 27 ans.

D'autres couples d'étoiles sont encore plus éloignées. Ras Algethi, l'étoile la plus brillante de la constellation d'Hercule, est formée de deux étoiles séparées par 500 fois la distance Terre-Soleil, et tournent l'une autour de l'autre en 3.600 ans.

Quand on dit qu'elles tournent l'une autour de l'autre, c'est bien comme ce que vous supposez. Elles tournent autour d'un point commun situé entre les deux étoiles. Si les deux étoiles ont la même masse, ce point commun est exactement à mi-distance entre les deux étoiles. Si les étoiles ont des masses différentes, ce point commun est plus proche de l'étoile la plus massive. En mathématique, on nomme ce point le centre de masse des deux étoiles. Pour deux étoiles proches et de masses très différentes, le centre de masse peut même être à l'intérieur de l'étoile la plus massive. Dans ce cas, la rotation ressemble à celle d'une étoile légère qui serait comme un satellite de la plus massive, comme vous le supposiez aussi. Mais cela ne correspond pas au cas général.

Oui, des étoiles binaires peuvent transiter. Il suffit que la Terre soit dans leur plan de rotation (même si elle est très loin des deux étoiles). On parle alors d'étoiles binaires à éclipse. En effet, une étoile éclipse l'autre durant un transit. Plus tard, la seconde étoile éclipse la première. Il y a dont deux types de transit qui se répètent régulièrement.

Parmi les exemples que je vous ai cités, W Uma, Algol et epsilon Aurigae sont des binaires à éclipses. En revanche, Ras Algethi, comme de très nombreuses étoiles binaires, n'est pas une binaire a éclipse : on n'y observe pas de transit.

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