
Variations périodiques de luminosité et cycles de pulsation observés dans les étoiles géantes rouges.La variabilité des géantes rouges désigne les variations périodiques de luminosité observées dans les étoiles évoluées qui ont épuisé l'hydrogène de leur cœur et se sont dilatées en géantes rouges. Ces étoiles pulsent avec des périodes allant de quelques jours à plusieurs centaines de jours, sous l'effet d'oscillations internes qui provoquent l'expansion et la contraction des couches externes. Cette variabilité n'est pas aléatoire ; elle suit des motifs réguliers qui dépendent de la masse, du rayon et de la structure interne de l'étoile, ce qui en fait un outil puissant pour étudier l'évolution stellaire et mesurer les distances.
La variabilité des géantes rouges a été remarquée au XIXe siècle avec des étoiles comme Mira, mais la compréhension théorique de la pulsation comme outil diagnostique s'est développée au milieu du XXe siècle. La relation entre période et luminosité a été établie dans les années 1960, conduisant à l'utilisation des géantes rouges comme chandelles standard.
Les pulsations sont principalement dues au mécanisme kappa, où des variations d'opacité dans les couches externes de l'étoile piègent la chaleur, provoquant l'expansion de l'enveloppe. À mesure que l'étoile se dilate, elle se refroidit, devient plus transparente, puis se contracte à nouveau, établissant une oscillation auto-entretenue. Pour les géantes rouges, le mode dominant est souvent radial, ce qui signifie que l'étoile entière se dilate et se contracte à l'unisson. La période de ces oscillations varie comme la racine carrée de la densité de l'étoile ; ainsi, mesurer la période révèle la densité moyenne de l'étoile et, combinée à la température, sa masse et son rayon.
La variabilité des géantes rouges est utilisée pour mesurer les distances des étoiles de notre galaxie et des galaxies proches, et pour déterminer l'âge des populations stellaires. Elle aide également à calibrer l'échelle des distances cosmiques.
Le Soleil deviendra une géante rouge dans environ 5 milliards d'années et pulsera avec une période d'environ 5 mois, ce qui fera varier sa luminosité de quelques pour cent.
| M_I^TRGB | variable | absolute I-band magnitude at the tip of the red giant branch — absolute magnitude |










