Les RR Lyrae, une famille d

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Les RR Lyrae, une famille détoiles pulsantes

• Pierre de Ponthière
• AAVSO member (DPP)
• CBA Lesve
• GEOS
• www.dppobservatory.net
• 2010/09/30

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Structure de lexposéThéorie

• Rappel de lévolution des étoiles
• Les RR Lyrae dans le diagramme HR
• Quelques caractéristiques
• période
• masse
• courbes de lumière (RR Lyr ab, c)
• Mécanisme de la pulsation

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Structure de lexposéPratique Apport des
amateurs

• Courbe de lumière par photométrie
• Détermination du maximum
• Analyse des maxima
• (O-C)
• dérive des maxima
• détermination de la periode de dérive effet
  Blazhko
• Comparaison de quelques RR Lyrae
• Derniers résultats de télescopes spatiaux
• Partager et communiquer les résultats
• GEOS Groupe Européen dObservation Stellaire
• AAVSO American Association of Variable Star
  Observers

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RR Lyrae une classe de Variables

• Etoiles variables
• dénomination NU Aur, CX Lyr, R Lyr, V593 Her
• Classes, dénomées suivant le prototype
• RR Lyr, delta Cep (Céphéïdes) ? pulsantes
• U Gem, SU UMa ? cataclysmiques
• Mira ? (LPV) Variables à Longues Périodes

• RR Lyrae dans M3

• RR Lyrae découvertes par
• W. Fleming en 1899
• (assistante de Pickering)

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Diagramme HR (Hertzsprung-Russell)

• Luminosité absolue
• versus
• Température Couleur
• Diagonale Séquence principale
• lieu des étoiles  normales 
• Massive bleue vie courte
• Faible masse rouge longue vie

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Vie dune étoile dans le diagramme HR
(Hertzsprung-Russell)

• Vie tranquille dans la séquence principale
  (fusion de lhydrogène en hélium 500 M T/s)
  pendant 10 milliards dannées.
• Température du noyau10 M 0C
• Masse des RR Lyrae 0.7 M
• Après une dizaine de milliards dannées ?
  hydrogène est épuisé dans le noyau de létoile.

Magnitude absolue magnitudeà 10 parsec (32.6
années lumière)
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Létoile peut devenir une RR Lyrae

• Létoile quitte la séquence principale
• Lhydrogène de lenveloppe continue à fusionner
  et létoile grimpe la branche des géantes
• Le noyau se contracte et lorsque lon atteint le
  sommet de la branche, la température du noyau
  devient suffisante (100 M 0C)pour que lhélium
  fusionne. Flash de lhélium
• Létoile descend très rapidement et atteint le
  croisement des bandes horizontale et
  dinstabilité ? elle pulse

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RR Lyrae dans M5 (amas globulaire)

• douces

Sky Telescope (December 2010)
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Caractéristiques des RR Lyrae

• RR ab
• montée très rapide, descente lente, plateau au
  minimum avec un bump
• période 0.4 à 0.7 jour
• RR c
• pas de plateau, pentes douces
• période 0.2 à 0.5 jour
• Période 0.1 à 1.0 jour
• Masse 0.7 M
• Diamètre 4 à 6 D
• Température externe 6100 à 7400 K
• Pauvre en métal
• Noyau de forte densité (7 T/dm3) et une
  enveloppe légère
• Etoile agée

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Caractéristiques des RR Lyrae

• Au minimum de luminosité
• tend vers le rouge
• température basse
• minimum de rayon
• Au maximum de luminosité
• tend vers le bleu,
• température élevée
• expansion vient de démarer
• Variation du rayon environ 15
• Vitesse radiale 60 - 70 km/s RRab
• Vitesse radiale 30 - 40 km/s RRc

• L k R2 T4

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(No Transcript)
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Mécanisme de pulsation

• Pulsation phénomène périodique
• Similaire à la vibration dune corde de violon
  ou dune balançoire
• le mouvement devrait samortir?
• avec un rayonnement continu de lénergie, la
  pulsation devrait cesser après 8 000 ans ( c.à.d.
  un millionième de la vie de létoile...)
• dans une balançoire, papa donne une impulsion ...
• Limpulsion nécessaire est fournie par un
  système de valve (Eddington 1917) qui module le
  flux dénergie.
• comme dans un moteur thermique
• de lhélium ionisé dans la couche externe rend
  celle-ci opaque
• lorsque létoile se comprime la température
  sélève et lhélium sionise et devient opaque
  (k-mécanisme).
• la chaleur saccumule et accroit la pression -gt
  impulsion recherchée
• Ensuite la pression devient suffisante pour
  relancer lexpansion .

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PratiqueMesures des RR Lyrae par les
amateursContribution scientifique
reconnueBackyard Science
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Pratique Courbe de lumière

• Mesure de la luminosité de létoile en fonction
  du temps
• Télescope couplé à une caméra ? photométrie
• Calcul des éphémérides de létoile
• Localisation de létoile dans le ciel

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Photométrie en très bref...

• Aperture encercle létoile
• Annulus mesure le fond
• Gap zone mixte non-mesurée
• B Moyenne en ADU du fond
• F S (ADU étoile B)
• on calcule F objet / F référence

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Mesure du maximum

• Temps du maximum en en Jour Julien avec
  correction héliocentrique.
• Magnitude au maximum

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JD Jour Julien

• JD Julian Day Jour Julien 2 454
  833 1/1/2009
• Numérotation des jours depuisle lundi 1er
  Janvier 4713 BC à 12h UT
• Pas de Jours Juliens locaux tjs Greenwich
• Echappe aux caprices du calendrier (y.c. réforme
  du Pape Grégoire en Octobre 1582)
• Change à 12h UT
• Internet fournit des calculateurs
  http//aa.usno.navy.mil/data/docs/JulianDate.php

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Ephémérides

• Phénomène périodique
• T n T0 n Période
• Exemple avec une période de 13h 0.54167 jour
• T0 10/9/2010 à 2h UT 2455449.58333
• T1 10/9/2010 à 15h UT 2455450.12500
• T2 11/9/2010 à 4h UT 2455450.66667
• T3 11/9/2010 à 17h UT 2455451.20833
• T4 12/9/2010 à 6h UT

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CX Lyr 2008 -2009 - 2010

• CX Lyr (type RR Lyr ab)
• Correction héliocentrique (JD -gt HJD)
• Détermination de la période (Analyse Fourier)
• HJD 2454677.5688 0.616703 E

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CX Lyr Folded Light curve

• Variations de la magnitude au maximum
• Avance Retard du maximum
• ? Effet Blazhko (mystère depuis un siècle...)

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Effet Blazhko
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Diagramme (O-C)

• Observé Calculé (2008)
• Estimation de la période Blazhko 62j

0.01 j 14.4 min
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Diagramme (O-C)

• Observé Calculé (2008 2009 2010)

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CX Lyr Folded (O-C) Mag

• Période Blazhko 68 j (estimation en 2008 62
  j)

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VY CrB

• Période Blazhko 33.4 j

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NU Aur

• Période Blazhko 114 j ??

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Satellite CoRoT

• Mesure en continu le rêve

• Blazhko period 17.86 j

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Satellite Kepler

• Découverte dun phénomène dun doublement de la
  période une piste pour expliquer leffet
  Blazhko??

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Réseaux pour amateurs-Partager et communiquer
les résultats-Support des professionnels

• AAVSO (American Associate of Variable Star
  Observer) http//www.aavso.org/
• plus de 1000 membres
• organisation importante (10 à 15 permanents,
  dont des astronomes professionnels)
• site complet
• deux réunions par an
• GEOS (Groupe Européen dObservation Stellaire)
• http//rr-lyr.ast.obs-mip.fr/ http//geos.webs.up
  v.es/
• une trentaine de membres
• petite organisation sur centrée sur les RR Lyrae
• comprend plusieurs professionnels
• une réunion par an en Italie à Ca
  del Monte ?

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Littérature

• Understanding Variable Starsby John R. Percy
  Cambridge University Press
• RR Lyrae Starsby Horace A. Smith Cambridge
  University Press
• CX Lyrae 2008 Observing Campaignby P. de
  Ponthière, J.F. Le Borgne and F.J HambschJAAVSO
  Vol 37, 2009 http//www.aavso.org/sites/default/fi
  les/jaavso/v37n2/117.pdf
• CoRoT light curves of RR Lyrae stars. CoRoT
  101128793 long-term changes in the Blazhko
  effect and excitation of additional modesby E.
  Poretti, , J.F. Le Borgne et al. June 2010
  http//arxiv.org/abs/1006.5824
• Does Kepler unveil the mystery of the Blazhko
  effect? First detection of period doubling in
  Kepler Blazhko RR Lyrae starsby R. Szabo et al.
  June 2010 http//arxiv.org/abs/1007.3404

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THE END