La Rochelle, 25.05.061 Etoiles Be : perspectives pour une collaboration pros-amateurs Coralie Neiner...

La Rochelle, 25.05.06 1

Etoiles Be : perspectives pour une collaboration pros-amateurs

Coralie NeinerGEPI, Observatoire de Paris-Meudon


Plan de la présentation:

Les étoiles Be?

Le phénomène Be

Les pulsations des étoiles Be

La mission COROT

Proposition de contribution des amateurs à COROT

Autres contributions amateurs possibles

Conclusion


Que sont les étoiles Be?

découvertes en 1867 par le père Secchi

des étoiles B = chaudes (bleues)

T = 20000 K = 3-4 Tsoleil

non-supergéantes

M = 8 Msoleil

R = 6 Rsoleil

variables

et ….


qui ont au moins une fois montré une raie en émission

Be = B émission

20% des étoiles B

particularité ou étape dans l’évolution?

B Be B Be

Koubsky et al. 2000

Halpha


geométrie applatie

région de vent polaire + disque équatorial froid

Comment produire assez de moment angulaire pour éjecter de la matière jusqu’a une orbite stable autour de l’étoile?


Différents types de profils d’émission

Sletteback 1979


Rotation des étoiles BeRotation rapide en général (mais < vitesse critique)

Elargissement Doppler de la raie par la rotation


Applatissement de l’étoile

Vitesse de rotation V=0 Très rapide


Variations des étoiles Be

variation rapide du spectre et de la lumière (heures – mois) & vent fortement variable

o And

Hipparcos

Hubert & Floquet, 1998


variation cyclique à long-terme dans les raies spectrales (5-20 ans) : oscillation globale du disque?

Telting 1996


éjection épisodique de matière (ans - décennies) : le “phénomène Be”

Comment éjecter cette matière?

Hipparcos

Hubert & Floquet, 1998


Explications possibles aux éjections

Binarité : interaction avec un compagnon, mais il existe des étoiles Be qui ne sont pas binaires...

Présence d’un champ magnétique: on ne connait qu’une étoile Be magnétique à ce jour (omega Ori), mais les instruments polarimétriques n’étaient pas assez sensibles jusqu’à récemment pour détecter ces champs...

Battement de pulsations non radiales: on voit des pulsations dans la plupart des étoiles Be, mais on n’a observé un battement de pulsations que dans une seule Be (mu Cen)...


Les pulsations

R = 6 Rsoleil

M = 8 Msoleil

T = 20000 K

Diagramme H-R


Etoiles Céphei

B0.5-B2 III-IV

périodes de pulsations courtes (heures, radiales + non-radiales, modes de pression)

brulent de l’hydrogène dans leur coeur

zone d’instabilité

le prototype Cep est aussi une étoile Be

B2-B5

périodes de pulsations (jours, non-radiales, mode de gravité)

zone d’instabilité sous les Cep dans le diagramme H-R

Etoiles SPB


Onde à l’intérieur de l’étoile, courbée par le changement de vitesse du son

Le parcours de l’onde dépend de la structure interne de l’étoile


l = nb total de lignes séparatrices

m = nb de méridiens séparateurs

Schrijvers 1999


l=2, m=1 l=5, m=3

C. Ormerod


l=10, m=10 l=7, m=4


Exemple de pulsations vues dans les profils de raies

(2 modes : l=3, m=0, f=2.6 c/j et l=3, m=-3, f=2.95 c/j)

Cyg, Neiner et al. 2004

Observations Modèle


Les pulsations pour expliquer le phénomène Be?

L’idée : Il y a plusieurs modes de pulsations dans les Be

Conséquence : Ces différents modes créent des interférences constructives appelées battement : lorsque l’amplitude des différents modes est maximale en même temps, il y a assez d’énergie pour éjecter de la matière…


Cen :

la seule étoile Be avec des battements détectés de pulsations

Rivinius et al., 1997


Problème : détecter les pulsations n’est pas facile, car les périodes sont de l’ordre de 1 jour (comme la rotation de la Terre…) détecter les battements de pulsations est encore plus dur, car il faut observer l’étoile pendant des années

Solution : utiliser un satellite plus d’alternance jour-nuit quelques mois d’observations suffisent car elles sont continues et très précises le satellite COROT


COROT (Convection, Rotation et Transits planétaires)

détecter et étudier les étoiles pulsantes + détecter des planètes extrasolaires

collaboration CNES, ESA, la France, des instituts européens et le Brésil

télescope 30 cm, champ 3.5*3.5 deg, vers le centre et l’anticentre galactiques

4 CCDs: 2 pour l’astérosismologie + 2 pour les exoplanètes

lancement en octobre 2006


Les cibles et le programme CorotObservations de 5 champs vers le centre et l’anticentre galactiques : 150 jours par champ

Programmes additionnels: astérosismologie dans les CCDs exoplanètes ou exoplanètes dans les CCDs astérosismo

Observations courtes pour des programmes exploratoires : 20-30 jours par champ

Astérosismologie : 1 (ou 2) cible principale par champ de magnitude ~5.5 + 8-9 cibles secondaires de magnitude 5.6 à 9.4

Exoplanètes : des milliers d’étoiles par champ de magnitude 12 à 16


Anticentre

HD 46558

CorotSky


HD 49933

HD 49434

Champs exoplanètes2 étoiles Be

2 cibles principales CorotSky


Les cibles Be de Corot

18 étoiles Be avec 6<V<9 près des cibles principales = possible cibles secondaires en astérosismo dont 4 déjà sélectionnées

~50 étoiles Be avec 6<V<9 visibles par Corot = possible comme cibles pour des observations courtes

des centaines d’étoiles Be avec 12<V<16 dans les CCDs exoplanètes = possible comme cibles additionnelles

Voir http://www.ster.kuleuven.be/~coralie/corotbe.html


Avec COROT on s’attend à:

beaucoup de détections de pulsations dans les étoiles Be chaudes (B0e à B3e)

la détection de pulsations de faible amplitude pour les étoiles Be moins chaudes (B4e à B9e) qui n’ont pas été détectées jusqu’à présent, mais qui sont prévues par la théorie

la détection de battement de pulsations


Mais: COROT observe en photométrie...

Il serait utile de connaitre aussi le spectre des etoiles Be pendant que COROT les observe:

pour voir si on observe les mêmes pulsations en photométrie et en spectroscopie (il semble que certains modes apparaissent mieux soit en photométrie soit en spectroscopie)

pour connaitre le moment des éjections de matière (émission à Halpha) et voir s’il correspond bien aux battements de pulsations résoudre la question de l’origine du phénomène Be


Contribution possible des amateurs

Observer les quelques cibles secondaires Be de COROT avec 6<V<9 pendant 150 jours chacune

Observer les quelques cibles exploratoires Be de COROT avec 6<V<9 pendant 20-30 jours chacune

Et aussi...

Observer les plus brillantes (5<V<6) des 50 cibles pulsantes primaires et secondaires (de type beta Cep, gamma Dor, delta Scuti, etc...) pendant 150 jours chacune


Organisation des observations amateurs

Tous les 6 mois il y aura 1 ou 2 etoiles Be à étudier

La mission durera au moins 2.5 ans

Pour chaque étoile il faut:

1. Une mesure de temps en temps réparties sur 150 jours (pour voir s’il y a une éjection de matière)

2. Un suivi intensif en réaction rapide en cas d’éjection de matière

3. Un suivi intensif planifié pendant 15 jours sur un grand domaine de longueur d’onde (pour étudier les pulsations)


1. Une mesure de temps en temps

Observations réparties sur 150 nuits, avec au moins 1 spectre par semaine

Une seule étoile

Avec des spectros Lhires3 ou autres spectros amateurs

Seulement la raie Halpha

Pour savoir si l’étoile Be a une éjection de matière

Facile à faire par tous les amateurs!

Impossible à faire par le pros (1 spectre par semaine)


2. Alerte éjection

Observations non planifiables, déclenchées si une des étoiles Be éjecte de la matière

Avec des spectros Lhires3 ou autres spectros amateurs

La raie Halpha suffit (mais si on a d’autres raies c’est encore mieux!)

Un spectre par nuit suffit

Pour suivre l’éjection de matière

Facile à faire par tous les amateurs!

Impossible à faire par les pros (nécessite une réaction rapide!)


3. Suivi intensif planifié Observations pendant 15 nuits consécutives, avec au moins 5 spectres par nuit, sur une seule étoile Be par semestre

Soit avec plusieurs spectros Lhires3

Plusieurs équipes d’observateurs : chaque équipe observe une longueur d’onde. Ex: une équipe observe Halpha 6563 + HeI 6678, une autre équipe observe HeI 4471 + MgII 4481, etc.

Soit avec le spectro échelle Musicos à Saint Véran (toutes les longueurs d’onde d’un coup)

Pour étudier les pulsations

Nécessite une bonne organisation et beaucoup d’observateurs Lhires3 ou nécessite des missions à Saint Véran!

Faisables par les pros sur des spectros pros


Le même suivi intensif pour l’étude des pulsations peut-être fait pour d’autres types d’étoiles pulsantes de COROT que les Be :

- les étoiles gamma Dor

- les étoiles delta Scuti

- les étoiles beta Cephei

- les étoiles SPB

- etc...

Dans ce cas, se concentrer sur les étoiles les plus brillantes (5<V<6) de COROT


Autres contributions des amateurs

Insérer les spectres d’étoiles Be que vous avez déjà dans la base de données BeSS Voir présentation de F. Cochard

Participer à des missions d’observations d’étoiles Be à Saint Véran Voir présentation d’O. Thizy

Obtenir des spectres à Halpha quand il y a une alerte d’étoiles Be en pleine éjection sur la liste de diffusion spectro-l

La Rochelle, 25.05.06

Spectro-LSpectro-L

• Liste de discussion crée en 2003 suite à Oléron.

• Objectif: développer la spectrographie et les liens entre astronomes professionnels et amateurs.

• Une progression constante depuis sa création

• Actuellement dans une phase «instrumentale»

http://groups.yahoo.com/group/spectro-l/









Spectro-L: évolution #membresSpectro-L: évolution #membres

“Lhires III”

OHP 2005

OHP 2004

Oléron 2003


Spectro-L: évolution #messages/moisSpectro-L: évolution #messages/mois

“Lhires III”

Oléron 2003

OHP 2004 OHP 2005


Spectro-L: répartition géographiqueSpectro-L: répartition géographique


Conclusions

Les amateurs peuvent faire des observations utiles pour aider la recherche sur les étoiles Be!

Les amateurs peuvent faire des observations que les pros ne peuvent pas faire!

Ces observations sont passionnantes car les étoiles Be varient tout le temps!

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