spectro Deneb, P Cygni et Gamma Cassiopea

[apricot]

Trois observation en spectro d'étoiles remarquables ;

 

Pour commencer, Deneb, alpha du Cygne..

 

Avec le spectro Alpy 600 et la CCD 314 qui regarde le spectre, le tout au foyer d'un Newton 200/900. Une image brute avec l'étoile sur la fente du spectro, 2 sec de pose (redimensionnée à 800 pix pour le forum):

 

 

J'ai enregistré quelques dizaines de spectres (42x2sec), après alignement et addition avec Isis, Véga comme référence, le spectre 2D colorisé :

 

 

La courbe spectrale :

 

 

En s'amusant à comparer le spectre obtenu avec des spectres connus, piochés dans la database de VSpec ou Isis :

 

 

Le spectre de Deneb colle bien à un spectre de type A2i - moins bien à un type A2v.

En regardant les longueurs d'onde des raies d'absorption, on peut essayer de déterminer les éléments présents dans l’atmosphère de l'étoile (en violet, la courbe de Planck à 8500 K): On a clairement une étoile chaude (blanc - bleue), avec des raies d'absorption qui correspondent à la série de Balmer, l'hydrogène ; une étoile de type A. On a aussi deux raies qui correspondraient peut être à de l'hélium (on se rapprocherait d'une étoile de type et du sodium (ce qui colle mal avec une étoile chaude... l'espace entre les étoiles n'est pas vide, est-ce que ça pourrait être de la matière interstellaire qui absorbe des photons au passage, ou tout simplement un problème de dérive d'étoile/flat ?)

 

 

Pourquoi la raie Ha est si faible dans ce type A2i par rapport a A2v ? En bouquinant sur le ouèbe j'ai lu que les supergéantes émettent un fort vent stellaire ; le gaz qui s'échappe de l'étoile est chauffé par celle ci et réémet des photons en émission à la raie Ha correspondant à l'hydrogène, la raie en absorption est remplie par celle en émission !

 

Il faut réaliser ce que c'est que ce monstre d'étoile... Elle est juste magnifique et énorme : Deneb est à 8500 K, moins chaude que Véga (9500 K), et Véga nous apparait aussi plus lumineuse... mais Véga n'est qu'à 25 années-lumière. Deneb, elle, est à 1400 années-lumière ! (d'après les mesures de parallaxe du satellite Hypparcos, quoique il y a une grosse incertitude pour une telle distance). Sur la base de cette distance et de son spectre, ça correspond a une luminosité de 55,000 fois celle du soleil ! C'est juste une des étoiles de type A les plus brillantes dans notre galaxie, une paille. Si Deneb était placée à la distance de Véga, elle brillerait à mag -8 (un gros croissant de Lune, visible en plain jour). Deneb est une vraie supergéante, son diamètre est mesuré (par divers calcul et une mesure directe) à ... 110 x celui du soleil !

 

[apricot]

Après Deneb, une autre étoile superlative : P Cygni

 

 

Les raies en émission sont juste splendides ! Elles se forment par l'hydrogène mais aussi l’hélium expulsés par le vent stellaire intense de l'étoile ; les atomes H et He sont excités par les photons énergétiques de l'étoile et ré émettent des photons aux longueurs d'ondes spécifiques. Prévoir l'écran total, le continuum penche très à gauche dans le bleu, P Cyg et hyper chaude et brille surtout dans l'UV...

 

Le spectre :

 

 

14 x 10 sec de poses, avec autoguidage (une première pour moi en spectro, ça a bien marché).

 

Le spectro-thermomètre me donne 10100 K... je suis loin du compte car on trouve une température (énorme !) de 19000K dans la littérature. Bon, c'est notablement compliqué de prendre la température des étoiles très chaudes (on ne voit que la queue du dinosaure), et le spectre est probablement "rougi" par la présence de poussières/gaz dans la ligne de visée (on en voit plein sur les photos à longue pose autour de l'étoile, voir : http://www.webastro.net/forum/showthread.php?t=130924)

 

 

On ne voit pas le fameux profil de raie de type "P Cygni", la résolution n'est pas suffisante. Quoique en regardant de plus près certaines raies de l'hélium ?

 

 

Le profil P Cyg :

 

 

[apricot]

Puis Gamma Cassiopeae, avec cette image RGB pour commencer :

 

 

Le spectre dans une planche annotée :

 

 

On voit tout de suite à son spectre que c'est aussi une étoile superlative : Très chaude, elle rayonne surtout dans le bleu-UV, c'est une étoile B, à la limite des étoiles les plus chaudes de la classe O. Je mesure 15000 K (c'est déjà énorme par rapport à notre étoile) mais encore une fois je suis loin du compte, elle est donnée pour 25-35000K ! Elle est un peu cachée (rougie) par les poussières du plan galactique, d'ou peut être mon erreur de mesure. Elle rayonne 65,000 fois plus d'UV que le soleil, c'est pas un coup de soleil qu'elle offre aux amateurs de bronzette, mais une désintégration !

 

Spectaculaires les deux raies en émission qui correspondent à alpha et beta de la série de Balmer (qui trahit l'hydrogène). En émission, ça veut dire que l'on regarde dans la ligne de visée (superposé au continuum de l'étoile) un gaz peu dense qui a été excité par les photons UV et de dé-excite en émettant des photons de longueur d'onde caractéristique. Ca colle bien avec le fait que Gam Cas est entourée de nébuleuses que l'on voit en Ha longue pose. On regarde donc une étoile de type B avec des raies en émission, c'est une "Be" ! Gam Cas est même le prototype de ces étoiles spéciales.

 

Les Be sont encore un peu mystérieuses et étudiées (avec la participation des amateurs). On sait maintenant que les raies en émission proviennent de l'environnement proche de l'étoile, un disque de gaz (hydrogène) éjecté. La rotation rapide de l'étoile participe à l’éjection de matière : Gam Cas tourne à près de 400 km/s soit une période de juste un plus de 1 jour, 200 x plus vite que le soleil ! Résultat, l'étoile s'ovalise, c'est la coupe du monde de rugby !

 

[teddelyon]

Bravo, tu as réussi à me faire lire le post en entier

C'est passionnant, bien illustré et excellemment bien expliqué

Je crois que ce qui m'a plu dans mes premiers bouquins d'astronomie c'est précisément ces illustrations oú l'on compare la taille de différentes étoiles connues par rapport au soleil !!! Je me vois encore gamin parler de ces monstres à un de mes oncles, mes yeux brillants de larmes.

[cbrunfranc]

Merci. Très captivant ! Les magnifiques spectres en couleur sont réalisés avec quel logiciel ? Vspec ?

 

Christophe -BF-

[skymatt]

Merci j'adoooore la spectro, en plus je l'étudie en physique cette année

 

question , pourquoi l'unitée est en Angstrom ? (angstorm? ) alors que maintenant c'est en nm?

 

Je me trompe peut etre (en fait j'ai un gros doute va falloir revoir mon cours....)

Pour les raies d'émissions, tu peux calculer l'énergie perdue par l'atome avec la formue:

 

Ep = hc/ lambda

 

où h= constante de placnk 6.62*10^-34

 

c= vitesse de la lumière et

 

lambda tu prends le rayonnement d'émission (en que tu convertit en m ! )

 

Après cela sert pas à grand chose si ce n'est à s'amuser .

 

bonne continuation ton boulot est magique

 

skymatt

[syncopatte]

Spectrellentissime!

 

Patte.

[Orteil filant]

Superbes séries !

On se pose pleins de question quand on voit ces spectres, en creusant on apprend plein de trucs.

 

Bah un jour j'aurais un alpy aussi je pense !

 

lionel

[Bingocrepuscule]

Merci, tres didactique. J'ai tout lu avec interet.

[apricot]

Bonjour, merci pour vos messages, content que ça vous intéresse

 

Les magnifiques spectres en couleur sont réalisés avec quel logiciel ? Vspec ?

 

Oui, avec VSpec +Gnuplot.

 

Bon ciel

[TDO]

Salut

 

Superbe boulot !!!!!!!

 

Merci pour le partage

 

Bon ciel

 

TDO

NEPTUNION31

[apricot]

Salut TDO, merci. On se serait pas croisé à Jolimont par hasard ?

Jean-Phi