Bonjour.
J'effectue un projet qui consiste à mesurer la distance des étoiles par spectroscopie. J'ai déja détaillé toutes les étapes de la démarche, cependant il y a un problème que je n'arrive pas à résoudre (c'est la que je compte sur vous).
Voici ma question (qui pourra vous paraitre assez bête) :
Comment Mr Hertzsprung et Mr Russell ont-ils fait pour créer le fameux diagramme Hertzsprung-Russell?
Par les Parallaxes?
Envoyé par chuck_joris
Bonjour.
J'effectue un projet qui consiste à mesurer la distance des étoiles par spectroscopie. J'ai déja détaillé toutes les étapes de la démarche, cependant il y a un problème que je n'arrive pas à résoudre (c'est la que je compte sur vous
Voici ma question (qui pourra vous paraitre assez bête) :
Comment Mr Hertzsprung et Mr Russell ont-ils fait pour créer le fameux diagramme Hertzsprung-Russell?
Par les Parallaxes?
Ça c'est une colle
Les premiers diagrammes se sont basés sur les étoiles d'amas (Pleiades, Hyades) : elles sont toutes situées à la même distance.
http://www.leosondra.cz/en/first-hr-diagram/
Et voici le tout premier diagramme publié (en allemand) par Hans Rosenberg (1879–1940) de l'université de Göttingen
De la relation entre la luminosité et le type spectral des Pleiades.
[Astronomische Nachrichten #4445, Vol. 186, p. 71, 1910]
Parcours Etranges
En effet, cela n'est pas une mince affaire.
Ta réponse me semble plausible, cependant je ne saisis pas tout à fait quelque chose et dis moi si je me trompe :
Les Hyades et Pleiades regroupent des étoiles qui se situent chacune à la même distance de la Terre, c'est pourquoi en recueillant l'éclat et en connaissant la distance de celles-ci, on est en mesure de déterminer la luminosité (L = E.4π.D²), on calcule la température (loi de Wien) , on est enfin en mesure de former ce diagramme.
Mais je trouve en comparant la première ébauche du diagramme HR avec l'actuel, que toutes ces étoiles sont situées sur la séquences principales. J'en viens à ma question
Comment a-t-on connu la valeur de la magnitude ou de la luminosité pour les supergéantes, géantes et naines blanches?
Non, ils se sont basé sur le type spectral déterminé avec les raies de l'hydrogène et du calcium.
Si je ne m'abuse, il y a 2 étoiles sur la branche des géantes rouges sur ce vénérable diagramme. Et sinon, la mesure à d'autres amas a fait progressivement apparaitre cette population.Mais je trouve en comparant la première ébauche du diagramme HR avec l'actuel, que toutes ces étoiles sont situées sur la séquences principales. J'en viens à ma question
Comment a-t-on connu la valeur de la magnitude ou de la luminosité pour les supergéantes, géantes et naines blanches?
Ce qui a amené à une autres découverte fondamentale. Pour un amas donné (défini par un même mouvement propre des étoiles), la séquence principale s'interrompt et bifurque vers la branche des géantes rouges, comme ça :
On fait alors l'hypothèse que toutes les étoiles de l'amas ont le même âge. En première approx, elles brûlent sur la séquence principale sans variation sensible de leur couple (Température de surface, Luminosité), donc sans changer de place dans le diagramme.
La bifurcation vers la branche des GR intervient dans une durée t dépendant de la masse :
t ~ M-2,5
Et la masse M est elle même lié à la luminosité et à la température par :
L ~ M3,5
T ~ M
Pour un amas d'âge donné A, toutes les étoiles d'âge t>A ont déjà bifurqué sur la branche des GR et ont disparu : la droite s'interrompt et le point de bifurcation donne l'âge de l'amas.
C'est l'arbre de Sandage :
http://www.cosmovisions.com/amst.htm
Source : A. Sandage, The evolution of the stars (ASP, 1955)
et The color-magnitude diagrams of galactic and globular clusters
and ther interpretation as age groups (Vatican Observatory, 1958).
La population d'étoile dans chaque compartiment donne accès à la durée de chaque stade d'évolution.
a+
Dernière modification par Gilgamesh ; 08/03/2009 à 10h01.
Parcours Etranges
Lire A > t
Toutes les étoiles dont l'âge de bifurcation t (lié à leur masse) est inférieur à l'âge de l'amas ont déjà bifurqué et se retrouvent sur la branche des GR, puis celle des naines blanches ou ont disparu en supernova (pour les plus massives).
Parcours Etranges
D'accord je commence à y voir plus claire.
Seulement le type spectral est un indice de sa température de surface. Il faut forcément connaitre la magnitude ou la luminosité pour réaliser le diagramme HR. Enfin je pense... Ou bien tu fais allusion à la magnitude absolue en précisant que pour nous, toutes les étoiles de l'amas sont situées à la même distance?Non, ils se sont basé sur le type spectral déterminé avec les raies de l'hydrogène et du calcium.
En ce qui concerne la phase évolutive d'une étoile, j'ai bien saisi le concept, merci a toi pour ton aide ainsi que pour cette explication détaillée.
J'en viens à une nouvelle question, que j'ai oublié de te poser :
Comment connait-on leur distance?Les premiers diagrammes se sont basés sur les étoiles d'amas (Pleiades, Hyades) : elles sont toutes situées à la même distance.
PS : j'ai peut être tort mais en raisonnant sur le principe de magnitude absolue, on peut considérer que toutes les étoiles d'un même amas se situent à égale distance de la Terre. Cependant, il faut bien placer les étoiles d'un autre amas à la même distance que les étoiles de l'amas précédent par rapport à nous. Donc connaitre leur distance, d'où le but de mon projet
Ca fait beaucoup de question tout ca...
Toutes les étoiles de l'amas ont le même module de distance µ :
μ = m − M = 5log(D) − 5
Donc le même écart entre m et M. Même si tu estimes mal la distance le diagramme sera exact à un décalage près sur l'axe des magnitudes.
Mais in fine, bien sûr il faut bien finir par mesurer correctement D
La méthode de la parallaxe annuelle est la deuxième boucle de la chaine d'arpenteur, après la mesure de l'UA.J'en viens à une nouvelle question, que j'ai oublié de te poser :
Comment connait-on leur distance?
Puis celle de la parallaxe séculaire :
http://forums.futura-sciences.com/as...-annuelle.html
Après, tu as la méthode des céphéides pour les distance "galactique".
PS : j'ai peut être tort mais en raisonnant sur le principe de magnitude absolue, on peut considérer que toutes les étoiles d'un même amas se situent à égale distance de la Terre. Cependant, il faut bien placer les étoiles d'un autre amas à la même distance que les étoiles de l'amas précédent par rapport à nous. Donc connaitre leur distance, d'où le but de mon projet
En fait, une fois que tu as bien calé le diagramme HR, c'est de lui dont tu te sers pour mesurer les distances, puisque le spectre de l'étoile t'informe directement sur sa luminosité absolue, c'est la "parallaxe spectroscopique".
Exemple pour un amas : tu places toutes les étoiles de l'amas dont tu veux connaitre la distance sur un diagramme HR avec les magnitude relative m. Puis tu le fait glisser vers le haut jusqu'à ce que la droite des séquence principale coincide avec la droite théorique et hop, tu as ton module de distance m - M, donc D.
a+
Parcours Etranges
D'accord, donc si tu estime mal la distance de ton amas tu obtiens juste une translation sur le diagramme HR.
Cependant, une dernière question et je pense que je serai quasiment tout sur ce super diagramme :
pour "étalonner" celui ci, il a bien fallu des étoiles dont on connaissait la distance.
Tu me parlais des Hyades et Pleiades mais comment a-t-on pu déterminer leur distance? Ce que je veux dire par là, c'est comment a-t-on placer avec certitude les premières étoiles sur ce diagramme?
Salut !
Pour des étoiles assez proches, on peut obtenir une distance précise via les parallaxes (de moins en moins précise à mesure que l'étoile est lointaine). Pour des étoiles plus lointaines, il existe d'autres méthodes. On peut obtenir la magnitude absolue d'une Céphéide en mesurant sa période de pulsation, par exemple.
Je n'ai pas lu de topos historique sur ce point, mais y'a pas trop le choix. On s'est nécessairement servi de toutes les sources stellaires accessibles à la méthode des parallaxes pour calibrer la relation couleur - luminosité.
Notamment l'amas des Hyades dans le Taureau, le plus proche des grands amas et le seul à se trouver assez près (151 années lumières) pour pouvoir être cartographié en trois dimensions avec la méthode des parallaxes. C'est un amas relativement jeune (660 Ma) donc qui n'a pas perdu toutes ses étoiles massives.
http://atunivers.free.fr/250lys.html
Sur le diagramme HR, un doc assez simple mais synthétique (20p) :
http://www.jeunesse-et-science.be/Doc/DiagrammeHR.pdf
a+
edit : salut Calvert ! J'espère que je n'ai pas raconté d'âneries ?
Parcours Etranges
Effectivement Calvert, j'ai remarqué dans un topic sur ce forum que l'on parlait de la période à laquelle clignotait une Céphéïde pour mesurer sa distance.
Merci à toi Gilgamesh pour ton aide qui m'a été précieuse et m'a permi d'enrichir mon projet grâce à certains détails.
J'ai jeté un coup d'oeil aux deux derniers sites que tu m'a donné, en effet ils sont simple mais très complet en ce qui concerne la méthode de mesure par spectroscopie.
Et bien finalement, les parallaxes sont donc dans un premier temps incontournable pour établir le diagramme HR. En effet comme tu l'a souligné Calvert, étant donné que cette méthode se base sur un angle qui rétrécit au fur et à mesure que les distances stellaires augmentent, elle comporte une limite.
Le diagramme Hertzsprung-Russell est un outil très intéressant qui permet de calculer la distance d'étoiles assez éloignées. Il est simple d'utilisation, mais voilà je voulais savoir comment une poignée de scientifiques brillants avait réussi à l'établir... C'est chose faite
En tout cas merci à vous, à la prochaine et encore bravo
Merci chuck_joris, j'ai appris plein de choses grace à toi
a+
Parcours Etranges
