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ETOILES Symbiotiques

WETAL 2011. Photométrie et Spectroscopie. ETOILES Symbiotiques. François Teyssier www.astronomie-amateur.fr. Systèmes binaires serrés en interaction. Etoiles cataclysmiques. Etoiles symbiotiques. Naine blanche. Ou Etoile de la série principale Etoile à neutrons. Etoile rouge

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ETOILES Symbiotiques

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Presentation Transcript

  1. WETAL 2011 Photométrie et Spectroscopie ETOILES Symbiotiques François Teyssier www.astronomie-amateur.fr

  2. Systèmes binaires serrés en interaction Etoiles cataclysmiques Etoiles symbiotiques Naine blanche Ou Etoile de la série principale Etoile à neutrons Etoile rouge de la série principale Géante rouge  Nova  Supernova de type Ia

  3. symbiotiques Systèmes binaires composés d’étoiles dont les températures sont très différentes cataclysmiques

  4. ETOILES SYMBIOTIQUES

  5. Etoiles symbiotiques 1. Présence de bandes d'absorption caractéristiques d'une géante de type tardif (late-type giant), parmi lesquelles TiO, H2O, CO, CN, VO ainsi que des lignes d'absorption telles que CaI, CaII, FeI, NaI2. Présence de fortes raies d'émission HI, HeI et soit,- raies d'émission d'ions tels [OIII] (potentiel d'ionisation > 35 eV)- ou un continuum de type A ou F avec des raies d'absorption HI, HeI (symbiotique en outburst)3. La présence d'une bande lambda = 6825, même si les bandes de l'étoile froide n'apparaissent pas. Mais Kenyon remarque : "toute étoile symbiotique a violé au moins une fois tous les critères de classification adoptés" Caractéristique : Spectre composite Raies émission HI, He I … Continuum géante rouge Bandes absorption TiO …

  6. Etoiles symbiotiques Associationd’une étoile géante rouge et d’une étoile compacte (généralement naine blanche) ~30 km/s L = 1000 L Perte de masse ~ 10-7 M

  7. Etoiles symbiotiques Association d’une étoile géante rouge et d’une étoile compacte (naine blanche) Dans certains modèles , l’étoile géante peut emplir (ou presque) son lobe de Roche Il se forme alors un disque d’accrétion, tout comme dans les systèmes cataclysmiques. Hypothèse sujet à débat

  8. Type S (« star ») 80 % des symbiotiques Géante rouge normale Période orbitale de 200 à 800 j 2 types de symbiotiques Type D (« dust ») 20 % des symbiotiques Géante rouge de type Mira Période orbitale de +++ 1000 jours Nuage de poussières caractéristique dans l’infrarouge

  9. Etoiles symbiotiques Aspect du spectre dominé par le continuum de la géante rouge Large variété Aspect spectroscopique à l’état calme EG And ER Del M2.4 III M6 III NQ Gem UV Aur Mira C6.2 Mira C8

  10. Etoiles symbiotiques Différents degrés d’excitation Aspect spectroscopique à l’état calme TX CVn EG And Hb en absorption + - V443 Her CI Cyg [Fe VII] He I [OIII] +++ ++

  11. Etoiles symbiotiques Etat calmeCourbes de luminosité : 1. variations périodiques liées à la géométrie AG Peg Modulation orbitale Modulation ellipsoïdale T CrB YY Her CI Cyg Quelques cas seulement Etudes à développer dans les bandes rouges et IR Voir notamment Mikolajewska, 2002

  12. Etoiles symbiotiques Etat calmeCourbes de luminosité : 2. variations périodiques à la nature des composantes du système Exemple : pulsations de la Mira R Aqr • Autres causes de variabilité • Eclipses PU Vul CI Cyg FN Ser • Obscurcissement provoqué par le nuage de poussières dans les miras symbiotiques V407 Cyg • FlickeringCH Cyg[U et B] •  Processus de recombinaison dans la nébuleuse CH Cyg P = 387 Jours pdf U. Munari Cause di variabilità

  13. Etoiles symbiotiques Etat calmeCourbes de luminosité : 3. Des étoiles délaissées AG Peg Très peu de photométrie CCD V943 Her Très peu de mesures

  14. Etoiles symbiotiques Evolution du spectre en fonction de la phase orbitale, de l’activité des composants Ex : R Aqr(Mira symbiotique) • 14 12 2009 V ~ 7.4 • 12 08 2010 V ~11.5

  15. Etoiles symbiotiques Evolution du spectre en fonction de la phase orbitale, de l’activité des composants Ex : V694 Mon

  16. Etoiles symbiotiques 3 types d’outbursts Outbursts 10 ans 100 ans 6 mois Rem : certaines symbiotiques n’ont jamais présenté d’outburstsEG And V443 Her UV Aur d’autres sont considérées comme étant en outburst permanent V694 Mon

  17. Etoiles symbiotiques Origine des outbursts Outbursts 1 Expansion de la photosphère de la naine blanche En état calme, la matière accrétée par la naine blanche, alimente des réactions thermonucléaires. Une augmentation du flux de matière provoque une augmentation des réactions nucléaires qui conduit à une expansion de la pseudo-photosphère à magnitude bolométrique constante. La photosphère se refroidit (baisse d’intensité des raies de forte ionisation) , le maximum du rayonnement se déplace de l’UV vers le visible, provoquant une augmentation de luminosité dans le visible (outburst) 2 4 Flash de type nova 2 + 3 Augmentation de la température de la naine blanche jusqu’à 200 000 K Instabilité du disque d’accrétion 3 = événement de type nova naine Pb : taux d’accrétion insuffisant pour la plupart des symbiotiques (dont les étoiles géantes ne remplissent pas leur lobe de Roche) – D’où l’importance de déterminer l’existence (ou non de variations ellipsoïdales de luminosité) Combinaison Instabilité disque provoquant l’amorçage des réactions thermonucléaires et l’expulsion d’une enveloppe Sokoloski & al., 2006

  18. Etoiles symbiotiques Aspect spectroscopique en ouburst Continuum de type A - F BF Cyg Aspect nébulaire V1016 Cyg

  19. Etoiles symbiotiques Aspect spectroscopique en ouburst 7088 6830 Bandes ~ 6830 Å ~ 7088 Å Spécifique des systèmes symbiotiques (50%) Effet de diffusion Raman (Raman scattering) de radiations UV émises par O VI (O5+ ) à ll 1032 – 1038 Å sur l’hydrogène neutre V1016 Cyg Nova symbiotique

  20. Etoiles symbiotiques Z And en outburst Outbursts 06 12 2009 mag V = 8,4 Maximum • - Continuum très plat, • - Affaiblissement , disparition • des bandes d’absorption TiO • Raies émission affaiblies • (par rapport au continuum) 30 10 2010 mag V = 9,6 Déclin • Réapparition • des bandes d’absorption TiO • Raies émission HeI, HeII, [OIII], FeII

  21. Etoiles symbiotiques CI Cygni: suivi d’un outburst Suivi d’un outburst

  22. Etoiles symbiotiques CI Cygniune symbiotique de forte excitation Suivi d’un outburst Spectre du 30 juin 2010 Continuum = M4 Raies intenses de Fe6+ , Ca6+ , He+

  23. Etoiles symbiotiques Suivi d’un outburstCI Cygni 2010 outbursts calme outbursts 1971 2008 1973 Modulation Ellipsoïdale Modulation orbitale Eclipses Courbe AAVSO V + Vis

  24. Etoiles symbiotiques Eclipse durant un outburst Suivi d’un outburstCI Cygni 2010

  25. Etoiles symbiotiques Suivi d’un outburstCI Cygni 2010 [Fe VII] Zones d’excitation mises en évidence par l’étude des éclipses He I, [OIII] He II Outburst CI Cygni Instabilité du disque d’accrétion Expansion de la photosphère 1 u.a. [Fe VII]

  26. Etoiles symbiotiques Suivi d’un outburstCI Cygni 2010 Courbe AAVSO CCD V (Juillet – décembre 2010) Comparaison des outbursts/éclipses 1973 : Rouge 2010 : Bleu

  27. Etoiles symbiotiques Suivi d’un outburstCI Cygni 2010 Affaiblissement des bandes TiO = augmentation de la luminosité dans le visible • Effondrement des raies de forte excitation (Fe6+ ) • = diminution température

  28. Etoiles symbiotiques Suivi d’un outburstCI Cygni 2010 Evolution Ha (largeur équivalente EW) • F Teyssier Lhires III 150 t/mm • C. BuileShel • _ AAVSO CCD V 30 juin au 10 novembre 2010

  29. Etoiles symbiotiques Suivi d’un outburstCI Cygni 2010 Quelques mesures

  30. Etoiles symbiotiques Quelques mesures Suivi d’un outburstCI Cygni 2010 Ha He II Largeur équivalente EW Flux absolu

  31. Etoiles symbiotiques Suivi d’un outburst http://www.astrosurf.com/aras/CICyg/CI_Cyg.html Un travail collectif Contributeurs Christian Buil Valérie Desnoux Thierry Garrel Benjamin Mauclaire Eric Sarrazin François Teyssier Plus de 80 spectres haute et basse résolution Poursuite du suivi après l’outburst Un troisième outburst suivra t-il les deux premiers comme dans la décennie 70 .

  32. Etoiles symbiotiques Suivi d’un outburst Spectre haute résolution par Christian Buil(25 août 2010)

  33. Etoiles symbiotiques Suivi d’un outburstCI Cygni 2010 Profil raie Ha par Thierry Garrel 6525 – 6600 Å 14-10-2010 20-11-2010 08-12-2010 Remarque : résolution ~ 15000 à mag 10,5 – 11,0 10-01-2011 24-01-2011 26-04-2011

  34. Etoiles symbiotiques Suivi d’un outburstCI Cygni 2010 Compte-rendu des observations faible résolution publié dans le journal de l’AAVSO http://adsabs.harvard.edu/abs/2011JAVSO..39...41T

  35. Etoiles Symbiotiques www.astronomie-amateur.fr/Projets Spectro1 SySt.html AAVSO : plusieurs monographies Pour ALLER PLUS LOIN Nombreux articles synthétiques sur Nasa/ADS Seul livre existant Réédition en 2008 de l’édition 1986, sans mise à jour

  36. Etoiles cataclysmiques • Un domaine • Assez peu suivi par les amateurs en photométrie, donc à développer, • notamment : modulations ellipsoïdales en rouge et IR proche • Ouvert en spectroscopie amateur, à construire • pour une trentaine d’étoiles assez brillantes : • Evolutions en fonction de la phase • Suivi outbursts Pour contribuer France : Association française des Observateurs d’Etoiles Variables USA (et monde) : AAVSO et CVNET ARAS Liste de discussion spectro-l

  37. photométrie CBA spectroscopie • Un site • http://www.astrosurf.com/aras/ • Un forum • http://www.spectro-aras.com/forum/index.php • Une base de spectres • prochainement Merci pour votre attention

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