Etoiles pulsantes

[Seirios]

Bonjour à tous,

J'ai vu en cours que l'on pouvait observer des étoiles (les étoiles pulsantes) dont la luminosité variait périodiquement, avec une évolution similaire de son diamètre.

J'ai pensé que cela devait être des étoiles en fin de vie, ayant subi une contraction brutale ; en effet, sous l'effet d'inertie, elle se serait contracter plus qu'il n'en fallait pour établir un équilibre avec la pression internet, phase qui doit s'ensuivre d'un réchauffement brusque de l'étoile (et donc une augmentation de la luminosité) puis d'une augmentation du diamètre au-delà de l'équilibre, qui est rediminué ensuite par la gravitation, etc.

Est-ce ainsi ?

Phys2
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[invited6fefe2f]

Bonjour

C'est malheureusement un peu plus compliqué que cela...

Voir : http://www.dil.univ-mrs.fr/~gispert/...eriodiques.php et en particulier le paragraphe "origine physique des pulsations : ionisation de l'enveloppe".

Bonnes recherches !

[vanos]

un équilibre avec la pression internet,

Bonsoir,

Je sais bien que certains utilisent Internet à s'en rendre malade, mais je crois que cela ne concerne pas les étoiles.

Amicalement.

[Seirios]

C'est malheureusement un peu plus compliqué que cela...

Voir : http://www.dil.univ-mrs.fr/~gispert/...eriodiques.php et en particulier le paragraphe "origine physique des pulsations : ionisation de l'enveloppe".

Je n'ai pas tout compris, notamment cette phrase, je ne vois pas très bien ce qui se passe :

Lorsque l'atmosphère de l'étoile se contracte, sa température devrait augmenter. Mais l'énergie gravitationnelle libérée est aussitôt utilisée pour ioniser une couche d'hélium (elle sert à ioniser les atomes, donc elle ne peut pas augmenter la température). La couche ne s'échauffe donc pas en se contractant.

Je sais bien que certains utilisent Internet à s'en rendre malade, mais je crois que cela ne concerne pas les étoiles.

Oups, un t s'est glissé par là

[A voir en vidéo sur Futura]

[invited6fefe2f]

Bonsoir

"l'énergie gravitationnelle libérée est aussitôt utilisée pour ioniser une couche d'hélium" C'est vrai que cette phrase n'est pas d'une clarté éblouissante... car elle ne précise pas les mécanismes de transfert d'énergie qui sont à l'oeuvre dans ce cas (et que je ne connais pas suffisamment...)

Il me semble que l'on pourrait écrire qualitativement pour essayer d'imaginer ce qui se passe :

Gaz peu comprimé -> (gaz davantage comprimé + énergie)

et l'énergie peut être utilisée pour deux processus simultanés :
- une (grande ?) partie de l'énergie + hélium neutre -> hélium ionisé (sans changement de température, ou presque)
- une (petite ?) partie de l'énergie + gaz -> gaz (un peu ?) plus chaud

La phrase La couche ne s'échauffe donc pas en se contractant. devrait probablement être nuancée : la couche ne s'échauffe pas autant qu'elle le ferait s'il n'y avait pas cette ionisation qui utilise une partie de l'énergie rendue disponible par la contraction...

Et en même temps, à cause de l'ionisation, l'opacité de la couche est modifiée, ce qui influe sur les transferts d'énergie.

Bref, j'ai encore des progrès à faire en astrophysique !

[Seirios]

Ou bien : l'étoile se contracte, l'agitation thermique augmente dans l'atmosphère, la température de l'atmosphère est régulée par l'énergie dépensée pour l'ionisation de l'hélium lors des collisions entre atomes ; donc la couche atmosphérique se contracte tout en restant à température à peu près constante.

Par contre, pourquoi l'hélium ionisé laisserait-il moins bien passer le rayonnement électromagnétique ?

[invited6fefe2f]

(...) la température de l'atmosphère est régulée par l'énergie dépensée pour l'ionisation de l'hélium lors des collisions entre atomes ; donc la couche atmosphérique se contracte tout en restant à température à peu près constante. (...)

Très bonne reformulation

(...)Par contre, pourquoi l'hélium ionisé laisserait-il moins bien passer le rayonnement électromagnétique ?

Dans un gaz, les "nuages électroniques" des atomes ne peuvent absorber (ou ré-émettre) que des photons dont l'énergie est bien déterminée (Voir un cours sur les "niveaux d'énergie" etc...) ou dont l'énergie est supérieure à l'énergie d'ionisation.
Le spectre d'absorption présente des raies sombres caractéristiques, mais il y a beaucoup d'énergie qui passe "entre les raies".

Par contre, dans un "plasma" formé de noyaux et d'électrons qui ne sont plus liés, l'énergie échangée entre le rayonnement électromagnétique et les électrons peut prendre n'importe quelle valeur. L'absorption devient alors plus efficace. C'est le mécanisme "free-free" ou "brehmstrahlung inverse"...

Mais pour passer de l'explication qualitative aux calculs, ça va dépasser mes compétences...

Bonsoir

[Seirios]

Au final, qu'a de particulier une étoile pulsante ? Qu'est-ce qui fait qu'on trouve cette ionisation chez elles et pas avec les autres étoiles ?

[Calvert]

Salut !

Une petite explication, "avec les mains" (si tu veux plus de détails, il va falloir te plonger dans un bouquin de structure interne). Il existe deux principaux mécanismes susceptibles de faire pulser une étoile:

- le -mécanisme : pendant une compression du coeur de l'étoile, la température augmente, et donc le taux de production d'énergie aussi. Cela provoque une expansion, avec baisse de la température, ...

- le -mécanisme : dans certaines conditions particulières, notamment dans les couches où l'ionisation de l'hydrogène et de l'hélium change, où lorsque les des ions H- peuvent se former, une augmentation de la température augmente l'opacité au lieu de la diminuer. Une compression augmente la température, augmente l'opacité. L'énergie sortant moins facilement, les couches sont repoussée, l'étoile se dilate, la température baisse, ...

Le -mécanisme est généralement inefficace, car il a lieu près du coeur de l'étoile, et les pulsations sont amorties par les couches externes. Le -mécanisme est généralement le mécanisme faisant pulser les étoiles (céphéides, entre autres).

Le fait que certaines étoiles se plus "pulsantes" que d'autres dépend des conditions près de la surface. Si l'étoile est trop chaude, la matière est complètement ionisée jusqu'à la surface, et le -mécanisme n'a pas lieu. Si l'étoile est trop froide, le phénomène a lieu plus profondément, et peut être amorti par les couches externes. La luminosité joue aussi un rôle.

Pour une description plus précise, il faut faire une étude de stabilité linéaire des équations de structure interne.

[Seirios]

Merci bien

[invite5f8df294]

A Calvert : peux-tu me dire à quel mécanisme dépendent les étoiles RV Tauri ? Je voudrai connaître exactement le mécanisme interne de ce type d'étoiles, les variations de leur diamètre, de leur luminosité, leur âge, etc. Bref, tout ce qu'on sait sur elles. Savez-vous comment je peux m'y prendre ? Revue ? Livre ? Contact ?

Malheureusement, étant père de trois enfants, avec travail et femme au travail, je ne peux pas me déplacer et je vis dans le Var. J'ai envoyé un courrier à l'AFOEV, voilà ce qu'ils m'ont répondu :

Il faut vous orienter sur des articles scientifiques "de recherche" qui ne sont pas en accès libre et réservés à la communauté des astrophysiciens. Vous les trouverez dans les labos d'astronomie et d'astrophysique, la bibliothèque la plus complète en France étant celle de l'Observatoire de Paris, avec 2 sections, une à Paris, l'autre à Meudon. Il faut dans ce cas faire une recherche précise sur les thèmes qui vous intéressent.

De plus je ne suis pas astrophysicien. Ces recherches sont très importantes pour moi. Quelqun peut-il m'aider ?