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céphéide

Un type d'étoile variable pulsante dont la luminosité est liée à sa période de pulsation, utilisé pour la mesure des distances.
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Description

Les céphéides sont une classe d'étoiles variables pulsantes qui se dilatent et se contractent rythmiquement, provoquant des oscillations de leur luminosité sur des périodes allant de quelques jours à plusieurs mois. Leur caractéristique déterminante est une relation étroite et prévisible entre la période de pulsation et la luminosité intrinsèque de l'étoile : plus la période est longue, plus l'étoile est brillante. Cela en fait des « chandelles standard » — en mesurant la durée d'une pulsation d'une céphéide et en comparant sa luminosité apparente à sa luminosité réelle connue, les astronomes peuvent calculer sa distance avec une précision remarquable.

Histoire

La relation période-luminosité a été découverte par Henrietta Swan Leavitt en 1908 lors de l'étude des étoiles variables dans les Nuages de Magellan. Edwin Hubble a ensuite utilisé les céphéides pour démontrer que la nébuleuse d'Andromède se trouve bien au-delà de la Voie lactée, établissant ainsi l'échelle de l'univers.

Comment ça marche

La pulsation est entraînée par une boucle de rétroaction impliquant l'opacité des couches externes de l'étoile. L'hélium de l'enveloppe devient partiellement ionisé pendant la phase de contraction, augmentant l'opacité et piégeant le rayonnement, ce qui chauffe le gaz et provoque son expansion. Lors de l'expansion, l'hélium se recombine, l'opacité diminue, et l'étoile se contracte à nouveau, répétant le cycle. La période de ce cycle dépend de la densité moyenne de l'étoile, qui elle-même est liée à sa masse et à sa luminosité — d'où la relation période-luminosité.

En pratique

Les céphéides constituent le premier échelon de l'échelle des distances cosmiques, utilisées pour calibrer les distances des galaxies proches et pour mesurer la constante de Hubble, qui décrit le taux d'expansion de l'univers.

Anecdote

L'étoile polaire, Polaris, est une céphéide variable dont l'amplitude de pulsation diminue depuis un siècle, ce qui intrigue les astronomes.

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