Comment les astronomes utilisent-ils les variables de Céphéide pour mesurer les distances?

Richard Lynch, Essex Junction, Vermont

Publication: lundi 24 août 2015

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ESO

La réponse simple est que la luminosité intrinsèque de ces étoiles variables est fortement liée à leur période. C'est la fameuse relation période-luminosité découverte par Henrietta Leavitt il y a plus d'un siècle.

Les astronomes peuvent donc prédire la magnitude absolue (c'est-à-dire la luminosité intrinsèque moyenne) de n'importe quelle céphéide donnée en mesurant le temps qu'il faut pour modifier sa luminosité de façon rythmique. En observant la luminosité apparente, atténuée par la loi carrée inverse de la lumière traversant les vastes étendues de l'espace, et en la comparant à la luminosité prédite, les astronomes peuvent calculer la distance jusqu'à cette étoile.

Pourquoi devrait-il y avoir une relation période-luminosité en premier lieu?

La réponse implique une physique simple combinée avec un peu de géométrie. Au cœur de celui-ci est la gravité. La plupart des étoiles, y compris les céphéides, sont en équilibre hydrostatique où il y a un équilibre entre la force de gravité intérieure et la pression extérieure de l'énergie que l'étoile rayonne.

À mesure que les étoiles évoluent, cet équilibre peut être perturbé et, dans certaines circonstances, conduire à des oscillations stables, comme dans le cas des Céphéides. Pour les systèmes mécaniques (y compris ceux régulés par la gravité), la période naturelle d'oscillation est largement contrôlée par la densité moyenne, qui est la masse divisée par le volume (ou de manière équivalente le cube du rayon).

L'essentiel est que les étoiles de faible densité ont des périodes plus longues. Et des variables comme les céphéides ont également tendance à avoir des rayons plus grands. Des rayons plus grands se traduisent par de plus grandes surfaces, ce qui pour une luminosité de surface fixe signifie une luminosité plus élevée. Les céphéides de plus longue période auront alors des luminosités plus élevées. Les périodes prédisent les luminosités.

Observatoires Barry Madore Carnegie
Pasadena, Californie

Source: http://www.astronomy.com
Lien: http://www.astronomy.com/magazine/ask-astro/2015/08/astronomical-distances?utm_source=asyfb&utm_medium=social&utm_campaign=asyfb&fbclid=IwAR09shG9WXJ8jxP_n5VBzhL_2id0-QpD696m3Lec2ULqeGVMixKA0AIIw94