Distances, mouvements, masses et rayons des étoiles

1. Distances, mouvements, masses et rayons des étoiles • Parallaxe et distance (échelle de distances) • Mouvements stellaires & effet Doppler • Masses & rayons des étoiles (systèmes binaires & lois de Kepler & Newton)

2. Cerveau et mesure de distance Parallaxe et distance `parallaxe =q a 1/d

3. Distances dans le système solaire • Lois de Kepler • Techniques radar • Parallaxe géocentrique

4. Parallaxe géocentrique Distance inconnue pg = la moitié du déplacement angulaire apparent de la planète p/r aux étoiles éloignées

5. Distances aux étoiles les plus proches • Parallaxe héliocentrique • Mouvement propre + vitesses radiales

6. Parallaxe héliocentrique 1 UA ph = la moitié du déplacement angulaire apparent mesuré sur 2 images de la même région du ciel obtenues à 6 mois d’intervalle

7. Parallaxe héliocentrique • Distances < 1” tan ph~ ph • ph = 1” D = 206 265 UA = 3.26 années-lumière = 1 pc (parsec) • Parsec = distance à laquelle une étoile aurait une parallaxe de 1”

8. Parallaxe héliocentrique • D (pc) = 1__ p(” ) • Erreur typique = 0.005 ” • Hipparcos = 0.0025 > 200 000 étoiles distances +/- 5%

9. Parallaxes & distances des étoiles proches

10. Appendice: le logarithme

11. Bougie standard • Loi de l’inverse du carré de la distance: la brillance (intensité lumineuse) est inversement proportionnel au carré de la distance • D x 2 I = I0 / 4 brillance intrinsèque brillance apparente (observée)

12. Bougie standard d2 = I0/I log d2 = log I0 /I 2 log d = log I0 – log I X -2.5 • Définition de magnitude = -2.5 log I

13. Bougie standard -5 log d = -2.5 log I0 + 2.5 log I M0 = magnitude absolue = magnitude d’un objet à une distance de 10 pc -5 log (d/10) = -2.5 log I0 + 2.5 log I m - M0 = 5 log (d/10) M0 -m magnitude absolue magnitude apparente

14. Bougie standard m -M0 = 5 log (d/10) m -M0 = 5 log d (pc) – 5 = module de distance Ex.:m -M0 = 10 mag.s D = 10(10+5)/5 pc = 103 pc = 1 kpc

15. Mouvements stellaires • Mouvements très lents, perceptibles seulement en comparant des poses séparées par plusieurs années • Mouvement propre = vitesse tangentielle = m • Vitesse radiale (effet Doppler)

16. Mouvement propre et vitesse tangentielle

17. Mouvement propre et vitesse tangentielle • = déplacement angulaire tangentiel d’une étoile sur la voûte céleste (”/année)

18. Vitesse radiale et Effet Doppler • Effet Doppler: changement apparent de la longueur d’onde (fréquence) d’un signal lorsque la source se déplace p/r au récepteur (observateur) • Effet doppler s’applique à toutes les ondes électromagnétiques (sonores, visibles, radio, UV, …)

19. Vitesse radiale et Effet Doppler

20. Vitesse radiale et Effet Doppler objet s’approche de vous l plus courte (aiguë, bleu) vitesse radiale négative BLUESHIFT objet s’éloigne de vous l plus longue (grave, rouge) vitesse radiale positive REDSHIFT

21. Vitesse radiale et Effet Doppler • où c = vitesse de la lumière = 300 000 km/sec • Ex.: raie d’hydrogène Ha = 656,3 nm (repos) Ha = 656,5 nm (observée) • Vrad = 300 000 km/sec x 0,2/656,3 ~ 90 km/sec

22. Masses & rayons des étoiles • difficile à mesurer pour des étoiles individuelles • environ ½ des étoiles sont dans des systèmes binaires (multiples) • les paramètres du système vont permettre de dériver masse & rayon

23. Lois de Kepler loi de Newton masses des étoiles • Loi de Kepler • Loi de Newton (loi d’attraction universelle) séparation période Masses des 2 étoiles

24. Lois de Kepler loi de Newton masses des étoiles • Loi de Newton : donne M1 + M2 • donne les masses individuelles à partir de a & P où a1 & a2 = distances au centre de masse

25. Système binaire

26. Rayons des étoiles Db = 2-3, 6-7 Da = 1-2, 3-4 5-6, 7-8