Etoiles binaires

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pejive
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Etoiles binaires

Message par pejive » 03 mai 2020, 15:44

Les longues périodes de mauvais temps sont propices à l'examen approfondi des centaines d'images soigneusement stockées pour y dénicher quelques objets délaissés.
J'ai déjà évoqué les astéroides, les étoiles variables,..
Aujourd'hui je vous propose d'aborder l' observation des étoiles doubles, principalement celles qui sont liées physiquement, qu'il vaut mieux appeler binaires
discipline ancienne de l'observation visuelle, qui nécessitait l'usage d'un oculaire équipé d'un micromètre à fils.
Les logiciels de traitement d'images dont nous disposons permettent d'effectuer des mesures avec une bonne précision.
Mouvement des étoiles binaires:
Une étoile binaire est ce que l'on appelle en Physique un système à 2 corps en interaction gravitationnelle.
Grâce aux lois de M. Képler :ave: on sait que chaque étoile de ce système va décrire une orbite elliptique autour du centre des masses G du système.
Les 2 ellipses sont homothétiques (axes proportionnels, même excentricité)
On montre également que la trajectoire relative de l'une des étoiles (la moins massive en général)par rapport à l'autre est aussi une ellipse homothétique des précédentes.
2corps.jpg
2corps.jpg (42.63 Kio) Consulté 1164 fois
Depuis la Terre les 2 étoiles vont présenter un mouvement apparent oscillant autour du mouvement du centre des masses.
Un cas historique est celui de Sirius pour lequel seule l'étoile principale (Sirius A) était visible;
on a pu mettre en évidence le compagnon Sirius B grâce au mouvement apparent de Sirius A
https://media4.obspm.fr/public/ressourc ... vement.jpg
Observation des étoiles doubles
On ne peut observer que la projection des orbites sur le plan perpendiculaire à la direction de visée, ce qui permet déjà de trouver la période de révolution et donc la somme des masses du système.
D'autres données astrophysiques et calculs permettent d'aboutir à la connaissance de toutes les caractéristiques du système d'étoiles.

Il s'agit de déterminer la distance apparente Rho (en secondes d'arc) des deux étoiles et l'orientation du système sur la voute céleste.
Conventionnellement cette orientation est définie par l'angle Theta mesuré à partir du Nord et compté positivement en passant par l'Est
etoile-double-OA.jpg
etoile-double-OA.jpg (19.19 Kio) Consulté 1164 fois
Exemple: étude d'une image de NGC2175

Dans cette image, prise le 3 septembre 2019 avec une camera ZWO ASI224 la nébuleuse est peu visible,
Stack_59frames_144s_WithDisplayStretch.png
mais après consultation de Cartes du Ciel , on trouve deux couples d'étoiles doubles :
SCA37-36.jpg
SCA37-36.jpg (27.92 Kio) Consulté 1164 fois
SCA 36 (magnitudes 10,26 et 12,8) et SCA 37 (magnitudes 10,6)
Le 2e couple est bien dédoublé, le 1er à la limite.
Astrométrie préliminaire:
à l'aide d'Astrometry.net on détermine l'orientation de l'image et l'échantillonnage.
ngc2175astrometrie.jpg
ngc2175astrometrie.jpg (118.97 Kio) Consulté 1164 fois
L'échantillonnage est de 2,19 secondes d'arc par pixel.
Pour avoir le Nord en haut de l'image il faut effectuer une rotation de 36,9° dans le sens des aiguilles d'une montre.
(ASTAP pour la même image indique 36,82°)
Stack_59frames_144s_Nup.png
C'est cette image qui va être utilisée pour les mesures, ou mieux un crop de la zone où l'on trouve les 2 couples, avec le logiciel AstroSurface .
Il n'est pas utile d'éclaircir l'image, au contraire, car la diffusion rend plus difficile l'étude du couple serré SCA36.
2doubles-NGC2175niv.jpg
2doubles-NGC2175niv.jpg (30.37 Kio) Consulté 1164 fois
On fera plutôt un "Set Black"
2xAS01.jpg
2xAS01.jpg (75.72 Kio) Consulté 1164 fois
Dans les outils "MathPix" on choisit "Curve:Slice Intensity" pour obtenir une coupe transversale des intensités.
SCA37mesAS.jpg
SCA37mesAS.jpg (54.99 Kio) Consulté 1164 fois
Pour SCA37 la distance entre les 2 pics est de 11 pixels.
Cette valeur peut être confirmée par une mesure des coordonnées x,y sur une image agrandie
x1=590 y1= 783 x2=601 y2=782
On peut donc en déduire une valeur de Rho= 11x2,19=24,2"
L'angle Theta se déduit de sa tangente: (x2-x1)/(y2-y1) = 11 (en valeur absolue) soit Theta= 84,8°
:arrow:
Mais après réflexion, il semble que l'étoile la plus brillante soit celle qui est à droite; donc en fait l'angle à mesurer est du côté gauche soit: 180°-84,8°=95,2°
:cafe:
Entracte: glaces, air frais, paracétamol...:obscene-drinkingbuddies:

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pejive
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Etoiles doubles

Message par pejive » 03 mai 2020, 15:44

Les immatriculations des étoiles que j'ai choisies ci-dessus sont celles du Washington Double Star Catalog que l'on peut incorporer à Cartes du Ciel.
Rendons-nous sur le site officiel: http://www.astro.gsu.edu/wds/
Ouvrons la page 6-11 hour section
En faisant défiler la très longue liste on retrouve nos deux étoiles doubles:
WDS01.jpg
Vous voyez que la mesure de Rho est très convenable :banana-dance:
L'angle est correct (95,2°) à condition de prendre la bonne étoile pour référence, et de mesurer du bon côté.
Ce point va être à améliorer :mrgreen:
Je me suis risqué à la mesure du couple SCA 36; là c'est un peu limite
SCA36mesAS.jpg
SCA36mesAS.jpg (82.6 Kio) Consulté 1155 fois
On peut estimer la distance à 6 pixels soit 6x2,19= 13" c'est acceptable.
Coordonnées: x1=248 y1=194 x2=243 y2=190 ce qui donne une distance de 6,4 pixels soit 14" et un angle de 51,3°

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Message par pejive » 06 oct. 2021, 11:46

Un petit up :D
Plein de bonnes intentions je voulais mesurer le système multiple de Mirach, BAR1 dans le catalogue des étoiles doubles.
Mon image, bien orientée
BAR1.jpg
Les données du WDS
BAR1-WDS.jpg
BAR1-WDS.jpg (76.44 Kio) Consulté 687 fois
Pas facile de distinguer les composantes des autres étoiles du champ.
En superposant l'image de Cartes du Ciel on y voit mieux; on a même en prime la double BUP9005 centrée sur NGC404
BAR1-loc.jpg
J'ai commencé mes mesures puis je suis tombé sur cette base de données
https://www.stelledoppie.it/index2.php?section=1
où j'ai appris qu'en réalité il ne s'agissait pas de systèmes multiples physiques :(
çà perd tout de suite d'intérêt.
Conclusion: je vais m'intéresser à des étoiles doubles "vraies" comme par exemple Upsilon Andromedae (qui aurait même des planètes)
et encore, seul le couple LWR 1 AD est une binaire
uAnd.jpg

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Olivier-Fantasy
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Message par Olivier-Fantasy » 06 oct. 2021, 12:37

Merci @pejive ! C'est super, mais tout est écrit en chinois pour moi, donc je regarde, je suis comme je peux... par contre, pas capable de participer mieux que ça ;)

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