Grand oral du bac : Sciences LES CONSTELLATIONS

Systèmes binaires spectroscopiques

Dans certains systèmes binaires, les étoiles sont tellement proches l’une de l’autre qu’on ne peut les distinguer, même avec les instruments d’optique les plus perfectionnés. Cependant, il demeure possible de capter leur lumière à l’aide d’un autre appareil, le spectroscope.

Lorsque la lumière d’un astre traverse un spectroscope, elle y est décomposée et forme ce que l’on appelle un spectre, faisceau lumineux dans

lequel se distingue un grand nombre de fines raies noires, correspondant aux rayonnements émis par les composés chimiques de l’étoile. L’intensité de ces rayonnements varie en fonction du mouvement de l’étoile.

Le spectre d’une étoile double présente donc deux séries de raies qui changent de position relative à mesure que les deux étoiles se rapprochent et s’éloignent de nous dans leur rotation l’une autour de l’autre.

Les étoiles doubles différenciées uniquement grâce à un spectroscope sont appelées doubles spectroscopiques. Dans le système Mizar-Alcor, Mizar A, Mizar B et Alcor sont en réalité chacune une double spectroscopique, et forment ainsi un système multiple comprenant six étoiles en tout!

Systèmes binaires à éclipses

Périodiquement, l’une des composantes d’une étoile double passe devant l’autre, provoquant le phénomène de l’éclipse.

Ce type de système est appelé binaire à éclipses. Durant les phases d’éclipse, seule l’une des étoiles demeure visible, provoquant une baisse importante de l’éclat total. Si l’une des deux étoiles est beaucoup plus brillante que l’autre, la perte de luminosité est parfois considérable. Algol, dans la constellation de Persée, est la plus connue des étoiles de ce type : tous les 2 jours et 21 heures, son éclat est divisé par 3 pendant environ 5 heures.

Depuis la Terre, les étoiles doubles à éclipses apparaissent comme des étoiles dont l’éclat varie régulièrement selon le rythme de révolution des deux corps: elles sont appelées «variables non intrinsèques», à la différence des «variables intrinsèques», telles les céphéides, dont l’éclat varie seulement en fonction de processus physiques.

Évolution des systèmes

Généralement, l’une des composantes d’un système binaire est plus grosse que l’autre; elle évolue ainsi plus rapidement. Elle se transformera en géante rouge, puis en naine blanche, tandis que sa compagne poursuivra sa vie d’étoile ordinaire. Quand celle-ci se met à enfler pour former à son tour une géante rouge, la naine blanche attire le gaz émis par la géante rouge. En tombant en spirale vers la naine blanche, ce gaz se concentre et s’échauffe peu à peu. Après environ cent mille ans, la température et la pression dans les couches de gaz accumulées sur la naine blanche entraîneront la fusion de l’hydrogène en hélium, dégageant ainsi une quantité colossale d’énergie: l’éclat de la naine