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ceph-f1.gif Figure 1 VINCI observations of the pulsation of L Car, of period 35.5 days. The points are the interferometric measurements, and the curve is the fit derived from the time integration of radial velocity along the cycle. Click on the image to enlarge it Thanks to the very high spatial resolution of the VLTI interferometer, (The Very Large Telescope Interferometer — VLTI, a team of french astronomers has measured directly the change of apparent size of four southern bright Cepheids, during their pulsation cycle. For that, they used the recombination instrument VINCI, designed and buit by Paris Observatory (LESIA), under contract with the European Southern Observatory (ESO). The difficutly of these observations is the very small apparent size of these stars, comparable to that of a 1 euro coin at a distance of 2000 km. The angular size measurement of the brightest Cepheid in the sky, L Carinae (Fig. 1) shows clearly its variation along its period of 35.5 days. The mean size of three other stars was also measured.

ceph-f2.gif Figure 2 The two observations which must be combined to obtain the distance are : left the measurement of velocity by spectroscopy, along a pulsation cycle, and right, the measurement by interferometry of the variation of angular size of the star, along the same cycle. After time integration, the velocity measurement gives the variation in linear size (in metres). The ratio between linear and angular sizes gives the distance of the Cepheid. Click on the image to enlarge it By combining the interferometric observations with spectroscopic measurements of the radial velocity of the surface of these stars (shift of the spectral lines by Doppler effect), it is possible to obtain their distance in a quasi-geometrical way, and thus calibrate the P-L relation. Indeed, measurements of angular diameter give the amplitude of the angular size variation of the star in the sky plane, whereas the velocity measurements integrated over the period of pulsation give the amplitude of its linear size variation. The ratio of these two amplitudes (linear/angular) gives the distance of the star (fig. 2). The new calibration of the P-L relation obtained thanks to VLTI interferometric measurements does not show significant bias compared to previous estimates obtained by other methods (fig. 3). This result will be refined in the years to come thanks to the new interferometric instrument AMBER.

ceph-f3.gif Figure 3 Period-Luminosity relation in the V band, derived from interferometric observations of Cepheids, and the HST parallax measurement of Delta Cep. The green line is the fitted P-L relation, assuming the slope from Gieren et al (1998, ApJ 496, 17). The agreement is excellent, in particular with the very precise measurements of L Car and Delta Cep. Click on the image to enlarge it

References Kervella P., Nardetto, N., Bersier, D., Mourard, D., Coudé du Foresto, V., "Cepheid distances from infrared long-baseline interferometry. I. VINCI/VLTI observations of seven Galactic Cepheids", Astronomy & Astrophysics 416, 941 Kervella P., Bersier, D., Mourard, D., Nardetto, N., Coudé du Foresto, V. "Cepheid distances from infrared long-baseline interferometry. II. Calibration of the period-radius and period-luminosity relations", 2004, Astronomy & Astrophysics 423, 327 Kervella P., Bersier D., Mourard D., Nardetto N., Fouqué P., Coudé du Foresto V. "Cepheid distances from infrared long-baseline interferometry - III. Calibration of the surface brightness-color relations", 2004, Astronomy & Astrophysics, in press Kervella P., Fouqué P., Storm J., Gieren W. P., Bersier D., Mourard D., Nardetto N., Coudé du Foresto V. "The angular size of the Cepheid L Car : a comparison of the interferometric and surface brightness techniques", 2004, Astrophysical Journal 604, L113 Contact Pierre Kervella (Observatoire de Paris, LESIA) Vincent Coudé du Foresto (Observatoire de Paris, LESIA)

Dernière modification le 4 mars 2013

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ceph-f1.gif Figure 1 Observations par VINCI de la pulsation de L Car, de période de 35,5 jours. Les points sont les mesures interférométriques, et la courbe est l’ajustement déduit de l’intégration de la vitesse radiale, le long du cycle. Cliquer sur l’image pour l’agrandir Grâce à la très haute résolution angulaire de l’interféromètre du VLT (le Very Large Telescope Interferometer — VLTI, une équipe d’astronomes français a mesuré directement le changement de taille apparent de quatre Céphéides brillantes du ciel austral au cours de leur pulsation. Pour ce faire, ils ont utilisé l’instrument de recombinaison VINCI, conçu et réalisé par l’Observatoire de Paris (LESIA) sous contrat de l’Observatoire Européen Austral (ESO). La difficulté de ces observations est la très petite taille apparente de ces étoiles, comparable à celle d’une pièce de 1 euro vue à une distance de 2000 km. Les mesures de la taille angulaire de la plus brillante Céphéide du ciel, L Carinae (Fig. 1) montrent clairement sa variation de taille au cours de sa période de 35,5 jours. Le diamètre angulaire moyenn de trois autres Céphéides a également été mesurée.

ceph-f2.gif Figure 2 Les deux observations qui doivent être combinées pour obtenir les distance sont : à gauche la mesure de la vitesse par spectroscopie, au cours d’un cycle de pulsation, et à droite, la mesure par interférométrie de la variation de la taille angulaire de l’étoile, au cours du même cycle. Après intégration dans le temps, la mesure de la vitesse donne la variation de taille linéaire (en mètres). Le rapport entre tailles linéaire et angulaire donne la distance de la Céphéide. Cliquer sur l’image pour l’agrandir En combinant les observations interférométriques à des mesures spectroscopiques de la vitesse radiale de la surface de ces étoiles (décalage des raies spectrales par effet Doppler), il est possible d’obtenir leur distance de manière quasi-géométrique, et ainsi d’étalonner la relation P-L. En effet, les mesures de diamètre angulaire donnent l’amplitude de la variation de taille angulaire de l’étoile dans le plan du ciel, alors que les mesures de vitesse radiale intégrées sur la période de pulsation donnent l’amplitude de sa variation de taille linéaire. Le rapport de ces deux amplitudes (linéaire/angulaire) donne la distance de l’étoile (Fig. 2). Le nouvel étalonnage de la relation P-L obtenu grâce aux mesures interférométriques du VLTI ne montre pas de biais significatif par rapport aux estimations précédentes obtenues par d’autres méthodes (Fig. 3). Ce résultat sera affiné dans les années à venir grâce au nouvel instrument interférométrique AMBER.

ceph-f3.gif Figure 3 Relation Période-Luminosité dans la bande V, déduite des observations interférométriques des Céphéides, et de la mesure avec HST de la parallaxe de Delta Cep. La droite verte est la relation ajustée, en supposant la pente de Gieren et al (1998, ApJ 496, 17). L’accord est excellent, en particulier avec les mesures très précises de L Car et Delta Cep. Cliquer sur l’image pour l’agrandir Références Kervella P., Nardetto, N., Bersier, D., Mourard, D., Coudé du Foresto, V., "Cepheid distances from infrared long-baseline interferometry. I. VINCI/VLTI observations of seven Galactic Cepheids", Astronomy & Astrophysics 416, 941 Kervella P., Bersier, D., Mourard, D., Nardetto, N., Coudé du Foresto, V. "Cepheid distances from infrared long-baseline interferometry. II. Calibration of the period-radius and period-luminosity relations", 2004, Astronomy & Astrophysics 423, 327 Kervella P., Bersier D., Mourard D., Nardetto N., Fouqué P., Coudé du Foresto V. "Cepheid distances from infrared long-baseline interferometry - III. Calibration of the surface brightness-color relations", 2004, Astronomy & Astrophysics, in press Kervella P., Fouqué P., Storm J., Gieren W. P., Bersier D., Mourard D., Nardetto N., Coudé du Foresto V. "The angular size of the Cepheid L Car : a comparison of the interferometric and surface brightness techniques", 2004, Astrophysical Journal 604, L113 Contact Pierre Kervella (Observatoire de Paris, LESIA) Vincent Coudé du Foresto (Observatoire de Paris, LESIA)

Dernière modification le 22 février 2013