gov-civil-vilareal.ptA quelle distance se trouve Polaris ?
>Parfois, je découvre que quelque chose qui devrait être évident, quelque chose que nous aurions dû savoir il y a longtemps, n'est toujours pas si bien connu.
1616 nombre d'ange
Comme, par exemple, la distance à Polaris. C'est la 48ème étoile la plus brillante du ciel nocturne, et c'est l'étoile polaire . De cours on sait à quel point c'est loin !
Sauf que jusqu'à récemment, nous ne l'avons pas fait. Mais maintenant, nous le faisons !
Et voici mes mots préférés à écrire : OK, je m'explique.
Polaris est célébré parce qu'il se trouve près du pôle Nord céleste. Ceci est défini par la rotation de la Terre : si vous vous tenez exactement au pôle Nord de la Terre, le pôle céleste est droit, directement au-dessus de vous. Parce que la Terre tourne, le ciel semble tourner autour de ce point (ou du pôle Sud céleste si vous habitez au sud de l'équateur). Il se trouve qu'une étoile brillante de moyenne à moyenne est très proche de cet endroit : Alpha Ursae Minoris. Si vous pouvez repérer cette étoile, vous pouvez trouver le nord, ce qui en fait un repère cosmique assez important. Sa position est la raison pour laquelle nous l'appelons Polaris, après tout.
Ici, laissez ce gars expliquer:
Polaris est donc important en raison de où c'est… mais il s'avère que c'est important à cause de quelle c'est trop. Polaris est une étoile variable, changeant sa luminosité de haut en bas au fil du temps. Le changement n'est pas énorme, moins de 20 %, et il passe du plus faible au plus lumineux et inversement tous les quatre jours environ. La luminosité varie car, en partie, Polaris s'agrandit et se rétrécit physiquement. Le mécanisme est un peu complexe , et a à voir avec l'hélium dans l'atmosphère de l'étoile absorbant l'énergie, mais le plus important est qu'il devient plus brillant lorsqu'il grandit et s'assombrit lorsqu'il rétrécit.
Les étoiles qui font cela sont appelées variables Céphéides, après la découverte de la première, Delta de Céphéi . Ils sont critique important pour l'astrophysique, car il a été découvert (par l'astronome Henrietta Swan Leavitt en 1908) que le temps qu'il a fallu à une variable Céphéide pour parcourir sa luminosité était lié à sa luminosité absolue , combien d'énergie il dégage. Cela signifie que si vous pouvez mesurer sa période, vous pouvez obtenir sa luminosité. Si vous mesurez ensuite son apparent luminosité de la Terre, vous pouvez obtenir sa distance . Les étoiles s'atténuent avec la distance selon une loi bien comprise, donc si vous avez la luminosité apparente et absolue, boum. Distance trouvée.
Ursa Minor ne serait qu'une autre constellation négligée si elle ne retenait pas le sommet du ciel à l'intérieur de ses frontières. Crédit: Rogelio Bernal Andreo
Et c'est la clé. Les céphéides sont des étoiles massives et lumineuses, si brillantes qu'elles peuvent être vues dans d'autres galaxies. Si vous pouvez mesurer le changement de luminosité d'une Céphéide dans une autre galaxie, vous pouvez trouver la distance jusqu'à cette galaxie ! C'est exactement ce qu'Edwin Hubble et son équipe ont fait au début du 20e siècle, prouvant que les galaxies étaient très, très loin, ce qui avait fait l'objet de vifs débats jusqu'alors.
Nous utilisons toujours les Céphéides comme base de l'échelle de distance extragalactique. Nous avons de nombreuses autres façons de mesurer les distances aux galaxies, mais elles dépendent essentiellement de notre capacité à voir les céphéides dans les galaxies voisines et à les utiliser pour calibrer les autres méthodes. C'est l'une des principales raisons pour lesquelles le télescope spatial Hubble a été construit, en fait ! Il peut voir de nombreuses céphéides dans les galaxies voisines, ainsi que d'autres types d'étoiles et d'objets (comme les étoiles qui explosent) utilisés pour mesurer la distance par rapport à des galaxies plus éloignées.
Et maintenant, vous voyez pourquoi Polaris est si important. C'est la variable céphéide la plus proche de la Terre, donc connaître sa distance est un gros problème.
En utilisant parallaxe et d'autres méthodes ont donné des résultats contradictoires, avec des distances rapportées de 320 à plus de 800 années-lumière ! Les meilleurs ont tendance à se regrouper autour de 430 années-lumière, mais avec une certaine incertitude.
Mais de nouveaux travaux ont peut-être résolu cela considérablement . Les astronomes ont examiné les données de la mission Gaia de l'Agence spatiale européenne, qui observe plus d'un milliard d'étoiles (oui, milliard ) pour enregistrer leurs luminosités, leurs positions et, de manière critique, les changements de leurs positions au fil du temps. Cela détermine la parallaxe de l'étoile (j'explique comment cela fonctionne dans Cours accéléré d'astronomie : distances ), et à partir de là, nous obtenons la distance.
Ironiquement, Polaris est en fait trop lumineux pour être mesuré avec Gaia ! Il surpasse les détecteurs, qui sont conçus pour regarder les étoiles plus faibles. Cependant, je vous ai un peu menti : Polaris n'est pas une étoile ; c'est en fait Trois : une supergéante chaude et lumineuse avec une étoile plus froide (bien que toujours plus chaude que le Soleil) en orbite autour d'elle, et une troisième étoile en orbite autour de la paire binaire plus loin. La supergéante est celle qui pulse.
La bonne nouvelle est que l'étoile la plus éloignée, appelée Polaris B, est suffisamment faible pour être mesurée par Gaia. Il se trouve à 447,08 années-lumière de la Terre. Fait intéressant, cela indique que Polaris B est plus brillant que prévu pour une étoile de ce genre ; il peut s'agir d'un binaire lui-même, ou un binaire fusionné (avec les deux étoiles composantes fusionnant physiquement pour former une seule étoile).
Mais cela signifie que nous connaissons aussi la distance jusqu'à Polaris Aa, la supergéante ! Et cela signifie que nous pouvons lui trouver des caractéristiques encore plus intéressantes. Sa taille dans le ciel (à quel point il a l'air grand) a été mesurée à l'aide de techniques interférométriques, et avec la distance, cela signifie que nous pouvons déterminer qu'il est physiquement 46 fois plus large que le Soleil. C'est grand . Mais alors, c'est une supergéante. Il a également environ 6,5 fois la masse du Soleil et est environ 2 500 fois plus lumineux. Alors oui, c'est une bête.
De plus, il s'avère qu'il existe plusieurs types de Céphéides (et en réalité ça devient assez compliqué ), ce qui affecte leur relation période-luminosité. On ne savait pas quel genre de Polaris est, mais la nouvelle distance le précise et peut être utilisée pour aider les astronomes à comprendre les différents types de Céphéides.
Je trouve tout cela fascinant pour la science, bien sûr, mais aussi pour les implications. Polaris est l'étoile polaire depuis des siècles (mais pas toujours ; la Terre vacille en tournant , faisant une oscillation complète une fois tous les 26 000 ans environ, et qui déplace le pôle Nord céleste autour du ciel dans un grand cercle) et a historiquement été une balise de navigation, essentielle à l'exploration mondiale. Et pourtant, pour autant, notre connaissance de l'étoile elle-même était floue, tout cela parce que nous ne savions vraiment pas à quelle distance elle se trouvait.
Et maintenant nous le faisons. Et c'est grâce à Gaia… et encore, je me pose la question. Quoi autre cette vaste base de données d'informations stellaires de Gaia nous réservera-t-elle ? Quels autres trésors astronomiques attendent d'être découverts ?
