Les étoiles variables

Les étoiles variables sont des étoiles dont la luminosité varie et ce pour diverses raisons. Les variations sont faibles en terme de magnitude. L'observation des étoiles variables est surtout une activité d'astronomes amateurs et peut constituer une activité intéressante même si la photométrie CCD et les cartographies systématiques du ciel apportent un changement progressif dans le domain. Les amateurs observateurs d'étoiles variables, désormais, entrent, de toute façon, dans l'ère digitale et leur association américaine, la American Association of Variable Star Observers? pourrait transformer son activité en celle qui consisterait à surtout gérer les archives énormes que les techniques nouvelles génèrent. Mais ce temps est encore loin et on pense que le rôle des amateurs va demeurer important. Le travail d'un amateur en termes d'étoiles variables consiste surtout à utiliser des cartes de magnitude pour estimer la magnitude d'une variable: deux étoiles du champ, de chaque côté de la variable, aux magnitudes connues permettent d'estimer celle de la variable

Les étoiles variables se répartissent en "variables intrinsèques" -les variations de luminosité ont des causes internes à l'étoile tels des changements physiques- et "variables extrinsèques" -les variations ont des causes externes tels des effets orbitaux. Ces deux catégories, à leur tour, se répartissent plus avant. Les variables intrinsèques sont soit du type pulsant, soit du type éruptif; On utilise aussi, pour étudier ces étoiles, l'astérosismologie, l'étude de l'intérieur des étoiles, car la variabilité dépend, de façon complexes, des propriétés de l'étoiles. Les variables extrinsèques sont soit des étoiles doubles à éclipse, soit des étoiles en rotation. Les étoiles variables, d'une façon générale, pourraient être plus susceptibles de flares stellaires car elles ont une rotation rapide ou se trouvent dans des systèmes binaires à rotation rapide

Les variables intrinsèques

• les variables de type pulsant: la variation de luminosité de ces étoiles est due des phases d'expansion et de contraction des couches extérieures de l'étoile. Les types les plus courants de variables de type pulsant sont: les Céphéides (période entre 1 et 70 jours, variation de 0,1 à 2 magnitudes); les variables de type RR Lyrae (entre 0,2 et 1 j, 0,3-2); les variables de type RV Tauri (30-100 j, jusqu'à 3); les variables à longue période (80-1000 j, 2,5 à 5); les variables semi-régulières (30-1000 j, 1 à 2). D'une façon générale, les variables à longue période sont des étoiles pulsantes géantes dont la luminosité peut prendre 1000 jours ou plus pour varier. La plupart des géantes rouges sont des étoiles placides mais certaines ont des pulsations d'une période d'entre 80 et 1000 jours -ainsi l'étoile Mira- et elles connaissent de forts changements de luminosité (cette sous-catégorie de géantes rouges est nommée "variables Mira"). La mission Kepler a permis de découvrir un vaste nombre d'étoiles à pulsation de faible amplitude qui ne pouvaient pas être détectées depuis la Terre
• les variables de type éruptif (dites aussi variables cataclysmiques): ces étoiles connaissent des explosions occasionnelles violentes qui sont dues à des phénomènes soit de surface soit internes. Les types les plus comuns sont: les supernovas (pas de période précise, jusqu'à 20 magnitudes); les novas (1-300 jours ou plus, 7-16); les novas récurrentes (1-200 j ou plus, 7-16); les novas naines (période?, 2-6; ces variables se répartissent elles-mêmes en 3 types: les U Geminorum, 30-500 j, 2-6; les Z Camelopardalis, qui alternent des périodes de variation et de luminosité constante; les SU Ursae Majoris: elles alternent des variations fréquentes, faibles de 1-2 j et des variations plus rares, fortes, de 10-20 j; les étoiles symbiotiques (variables semi-périodiques, jusqu'à 3); les étoiles de type R Coronae Borealis (irrégulières, jusqu'à 9)

Les variables extrinsèques

• les variables à éclipse: ces variables sont le fait de systèmes doubles dont les deux composants s'éclipsent périodiquement. La période de la variabilité est égale à la période orbitale du système. Ces variables sont habituellement des binaires à éclipse à courte période
• les variables en rotation: la variation de luminosité pourrait être due à des taches solaires ou autres zones qui existent à leur surface; lorsque celles-ci passent dans l'axe de vision de l'observateur, il y a affaiblissement de la luminosité

D'autres types de variables existent aussi: les étoiles à flares (ou étoiles de type UV Ceti; les flares ont lieu à des endroits localisés de la surface), les variables irrégulières (la plupart des géantes rouges sont de ce type; ce sont des variables de type pulsant). Certaines étoiles posent question quand à l'origine des variations, présentant de minuscules variations régulières, de l'ordre de 0,1%, avec une périodicité d'entre 2 et 20 heures (on n'a pas encore nommé cette nouvelle catégorie de variables mais la précision a été possible du fait de la haute qualité de l'instrumentation et des observations; une rotation de plus de deux fois la vitesse-critique -qui est le seuil au-delà duquel une étoile devient instable et expulse du matériau, pourrait être une explication)

L'association amateur la plus connue, aux Etats-Unis, d'astronomes amateurs spécialisés dans l'observation des étoiles variables est la American Association of Variable Star Observers (ou AAVSO). On trouvera des données additionnelles sur les variables sur leur site (la plupart des données qui précèdent ont été prise là)