Les étoiles Be et les binaires du Petit Nuage de Magellan
1er juillet 2007
Parmi les étoiles chaudes, certaines étoiles B sont des rotateurs très rapides et s’entourent d’un disque de gaz. Ce disque, situé dans les régions équatoriales de l’étoile, est alimenté par des éjections épisodiques de matière : c’est le phénomène Be. Toutefois les processus physiques à l’origine de l’éjection de matière des étoiles Be demeurent un mystère.
Si la métallicité (ou composition chimique du milieu) joue un rôle
certain sur l’évolution des étoiles Be et sur leur vitesse de rotation (voir
la précédente
nouvelle sur les étoiles Be), d’autres phénomènes comme les
pulsations pourraient aider à l’éjection de matière. Grâce au
télescope VLT, de l’ESO, équipé du spectrographe multi-objets GIRAFFE en mode MEDUSE et grâce aux bases de données photométriques OGLE
et MACHO une équipe de chercheurs de l’Observatoire de Paris (GEPI), a observé 350 étoiles chaudes (O, B, Be) de la galaxie du Petit Nuage de Magellan pauvre en métaux (figure
1) près de l’amas ouvert NGC330. L’étude de leurs spectres et de leurs
courbes de lumière a permis de découvrir de nouveaux systèmes
binaires d’étoiles, de mettre en évidence une plus grande taille des
disques d’une large fraction des étoiles Be en milieu de faible métallicité, et de détecter
pour la première fois des pulsations sur 13 étoiles Be du Petit Nuage de
Magellan.
- Figure 1 : Champ observé du Petit Nuage de Magellan. L’amas NGC330 se trouve au milieu en bas. Le nord est en haut et l’ouest à droite.
L’utilisation des spectres a permis de mettre en
évidence de façon indirecte et dans le cadre de rotation
képlerienne (comme les planètes autour du Soleil) que les disques d’une
large fraction des étoiles Be du Petit Nuage de Magellan sont plus grands que dans le
Grand Nuage de Magellan ou la Voie Lactée.
L’utilisation des spectres a permis de mettre en
évidence de façon indirecte et dans le cadre de rotation
képlerienne (comme les planètes autour du Soleil) que les disques d’une
large fraction des étoiles Be du Petit Nuage de Magellan sont plus grands que dans le
Grand Nuage de Magellan ou la Voie Lactée. Par ailleurs, il semblerait que la proportion
d’étoiles Be par rapport aux étoiles B soit plus grande dans le Petit
Nuage de Magellan que dans le Grand Nuage de Magellan et la Voie Lactée.
Ce résultat peut être relié aux vitesses de rotation des étoiles
plus grandes en milieu de faible métallicité (Petit Nuage de Magellan)
qu’à plus forte métallicité (Grand Nuage de Magellan et Voie Lactée).
Ce résultat est à étendre à l’ensemble des champs de ces galaxies.
- Figure 2 : Système d’étoiles binaires SMC5_000977. A gauche, nous pouvons voir les 2 composantes spectrales correspondant aux 2 étoiles du système prises à différentes phases . A droite, nous pouvons voir les courbes de lumière montrant les éclipses mutuelles des 2 étoiles de ce système dans 2 couleurs. La période du système est de 3.128 jours.
L’utilisation combinée des spectres et des courbes
de lumière issues des relevés photométriques MACHO
et OGLE ont permis de
découvrir des nouveaux systèmes binaires d’étoiles dans le Petit
Nuage de Magellan. Sur la figure 2, un exemple de système binaire
d’étoiles est montré. Cette figure montre les raies spectrales des 2
étoiles prises à 2 dates différentes. Cette figure 2 montre
aussi les courbes de lumière pour ce système et leurs éclipses
mutuelles au cours du temps. Les binaires détectées pourront être
utilisées dans une étude ultérieure pour déterminer l’effet de la
métallicité sur les rayons des étoiles et pour préciser la distance
du Petit Nuage de Magellan.
L’utilisation combinée des spectres et des courbes
de lumière issues des relevés photométriques MACHO
et OGLE ont permis de
découvrir des nouveaux systèmes binaires d’étoiles dans le Petit
Nuage de Magellan. Sur la figure 2, un exemple de système binaire
d’étoiles est montré. Cette figure montre les raies spectrales des 2
étoiles prises à 2 dates différentes. Cette figure 2 montre
aussi les courbes de lumière pour ce système et leurs éclipses
mutuelles au cours du temps. Les binaires détectées pourront être
utilisées dans une étude ultérieure pour déterminer l’effet de la
métallicité sur les rayons des étoiles et pour préciser la distance
du Petit Nuage de Magellan. Les courbes de lumière ont aussi permis de trouver
de la variabilité à court-terme dans 13 étoiles Be soit dans 10% de
l’échantillon des étoiles Be qui ont été observées dans le Petit
Nuage de Magellan. Parmi ces 13 étoiles, 9 présentent plusieurs
périodes de variations à court-terme, ce qui plaide en faveur de
pulsations non-radiales de ces étoiles, voir la figure 3. Ces
pulsations combinées aux fortes vitesses de rotation pourraient
permettre l’éjection de matière donnant naissance aux disques des
étoiles Be. Par ailleurs, les modèles théoriques ne prévoyaient pas
l’existence de pulsations à faible métallicité, typiquement dans le
Petit Nuage de Magellan.
- Figure 3 : Variations photométriques pour l’étoile Be multipériodique SMC5_13978 (ci-contre en haut) et pour l’étoile Be monopériodique SMC5_14212 (ci-contre en bas). Les fréquences de ces variations sont indiquées sur chaque courbe en cycles/jour. Ces variations de lumière peuvent être imputées à des pulsations de ces étoiles.
En conclusion, si la rotation rapide joue un rôle fondamental dans la genèse des étoiles Be, rôle d’autant plus marqué que la métallicité du milieu est faible, elle n’est pas toujours suffisante pour permettre l’éjection de matière. D’autres phénomènes combinés à la rotation, tels que la présence de champ magnétique ou de pulsations non radiales, pourraient alors favoriser la création de l’enveloppe circumstellaire des étoiles Be. Référence : Be stars and
binaries in the field of the SMC open cluster NGC330 with VLT-FLAMES
C. Martayan, M. Floquet, J.
Gutiérrez-Soto, A.-M. Hubert, M. Mekkas, C. Neiner (GEPI Observatoire de Paris, France), J.
Fabregat (Observatoire Astronomique de Valencia, Espagne) A&A,
2007, sous presse ContactChristophe Martayan(Observatoire de Paris, GEPI, et CNRS) http://www.obspm.fr
Dernière modification le 22 février 2013