Les étoiles cataclysmiques sont des systèmes binaines composés de :
Une étoile compacte chaude (naine blanche)
Une étoile rouge de la séquence principale , exceptionnellement jaune
Les étoiles symbiotiques sont des systèmes binaires composés de :
Une étoile chaude, compacte, généralement une naine blanche
Une étoile massive plus froide
Généralement une géante rouge (80%),
Une géante variable type Mira Ceti (20%),
Ou plus rarement une géante de la séquence principale ou une étoile à neutrons.
Crédit : Excellente présentation de François Tessier aux RCE - Rencontres du Ciel et de l'Espace - à La Villette en 2010.
Cette présentation est sur le site de 'Shelyak Instruments'
Etoiles doubles serrées
Un grand nombre d'étoiles font partie de systèmes stellaires multiples.
Dans un système d'étoiles doubles serrées, l'évolution des étoiles se complique car les étoiles échangent de la matière.
Les étoiles cataclysmiques :
Les étoiles cataclysmiques ont des sursauts de luminosité de 3 à 5 magnitudes, plus rarement jusqu'à 8 magnitudes, appelés 'Outbursts'
Les acteurs en présence :
Une naine Blanche : 0.01 Rs, 0.5 à 0.9 Ms, T° de 10 000K à 25 000K, densité élevée 1 Tonne/cm3. La naine blanche peut présenter un fort champ magnétique.
Une naine rouge de la séquence principale
Les 2 étoiles sont très proches (1 Rayon Solaire) avec une période de révolution de quelques heures
La naine rouge remplit son lobe de Roche . Le disque d'accrétion de la naine blanche augmente, la température augmente aussi brusquement entrainant une forte augmentation de la luminosité dans le visible.
Exemples d'étoiles cataclysmiques présentant des 'Outburst' :
Z Andromedae, CI Cyg : Outbursts d'amplitudes moyennes parfois espacés de périodes calmes
SS Cygni : Outburst relativement réguliers en intensité et en durée
SU Uma, T Leo, ZQ Vir : Supers outbursts de longues durées (super Humps) et de grande intensité
Z Cam : Outburts plus irréguliers
IP Peg, GY CnC : Eclipse de la naine blanche par l'étoile rouge.
HT Cas : Super Humps et eclipse
SN de type Ia :
Lorsqu'une naine blanche atteint la masse critique de Chandrasekhar (1.4 Msolaire), elle explose en supernova de type Ia. Ce type de supernova met en scène des couples stellaires serrés : Le plus couramment une naine blanche en couple avec une géante rouge, mais pouvant être aussi une naine blanche et une étoile de type solaire, voire 2 naines blanches.
Une étude récente de l'équipe de Richard Scalzo a montré que 50% des naines blanches auraient explosé alors qu'elles avaient une masse en deça de la limite de Chandrasekhar, entre 0.9 Ms et 1.4 Msolaire.
De plus, environ 5% des naines blanches auraient explosé au dela de la masse de Chandrasekhar. Ces résultats concordent avec un scénario resté en marge : La collision d'un couple de naines blanches.
D'après un article de Raphael Chevrier dans le Ciel et Espace de Juin 2014.
Les SN de type Ia sont les plus lumineuses. Leur luminosité intrinsèque standard est de -19.74, pouvant en fait varier de -19.5 à -20.
Leur spectre présente les raies du silicium , mais pas celles de l'Hélium.
SN 1572 dans Cassiopée - Nova de Tycho Brahé
SN 1604 dans Ophiuchus - Nova de J. Kepler
SN 2014 J dans M82 (21 janvier 2014) :
Voir l'excellent article posté sur le forum WA. Spectre réalisé avec un simple star analyser, réseau de 100 l/mm. Imager un spectre d'étoile de 11eme magnitude demande toutefois une monture correcte.
Le spectre de SN 2014 J du post WA :
Les étoiles symbiotiques :
L'étoile la plus massive des 2 étoiles binaires évolue plus vite (Elle a une espérance de vie plus courte) et devient une géante rouge dont une partie de sa masse est attirée par le champ de gravité de sa compagne.
L'étoile présente un spectre composite à la fois d'étoile chaude montrant les raies de l'Hydrogène et de Hélium, et des raies métalliques (Oxyde de Titane... ) des étoiles froides de type spectal M.
Mmes Fleming et Cannon au début du XXe siècle avaient bien observé cette apparente contradiction.
Les étoiles symbiotiques sont des systèmes binaires composés de :
Une étoile chaude, compacte, généralement une naine blanche
Une étoile massive plus froide :
Type S (Star) : Généralement une géante rouge (80%).
Période orbitale de 200 à 800 jours
Type D (Dust) : Une géante variable type Mira Ceti (20%),
Période orbitale >> 1000 jours
Présence d'un disque de poussières caractéristique (IR)
Etoiles symbiotiques prototypes :
RR Telescopii (Naine blanche et géante rouge)
R Aquarii (Mira symbiotique)
CH Cygni (Historique, identifiée par Ms Fleming et Cannon)
Novae :
En présence d'un système binaire cataclysmique ou symbiotique ayant par exemple une forte excentricité, rapprochant les 2 corps pendant quelques heures, la géante perd de la matière au profit de la naine (lobe de Roche) . La température et la pression de la naine deviennent telles qu'elles provoquent une explosion thermonucléaire transformant l'hydrogène en Hélium et d'autres éléments plus lourds.
Fort rayonnement UV. Emission des raies permises (H, He, N, Fe) puis interdites (NII, OIII, FeII) dans la phase nébulaire.
Spectre de Novae avec raies intenses et fines en émission : Fe II (se rapproche d'un profil P Cygni)
Spectre de Novae avec raies larges en émission : H, He
Expulsion d'une coquille de matière dense (H, He, Fe, N, O) pouvant etre > 2500 km/s
Augmentation de la luminosité de 8 à 16 magnitudes.
La luminosité décline en différentes classes de rapidité : De très rapide (<10 jours) à très lente (150 à 250 jours)
Exemples de Novae symbiotiques :
Nova V407 Cyg : Suivie sur le site ARAS
AG Peg
BF Cyg
V1016 Cyg (aspect nébulaire du spectre)
HM Sge
Novae récurrentes :
RS Ophiuchi (6 Novae recurrentes connues en 1898, 1933, 1958, 1967, 1985 et en 2006)
IAU Central Bureau for Astronomical Telegrams : List of Novae
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