phénomène

pulsation stellaire

Oscillations régulières et périodiques de la luminosité d'une étoile causées par des ondes internes.
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Description

La pulsation stellaire désigne l'expansion et la contraction régulières et périodiques des couches externes d'une étoile, ce qui entraîne des variations de sa luminosité au fil du temps. Ces oscillations ne sont pas aléatoires ; elles sont provoquées par des processus physiques internes qui font que l'étoile se comporte comme une cloche géante qui sonne. L'étude de la pulsation stellaire est un outil puissant en astrophysique, car la période et l'amplitude de ces oscillations révèlent la structure interne, la composition et l'âge de l'étoile—un domaine connu sous le nom d'astérosismologie. Elle sous-tend également l'échelle des distances cosmiques, car certaines étoiles pulsantes, comme les variables céphéides, ont une relation bien définie entre leur période de pulsation et leur luminosité intrinsèque.

Histoire

La première étoile pulsante reconnue fut Delta Céphée, découverte par John Goodricke en 1784, mais l'explication physique est venue bien plus tard. La relation période-luminosité des céphéides a été découverte par Henrietta Swan Leavitt en 1908, et la théorie de la pulsation stellaire a été développée par Arthur Eddington dans les années 1910-1920.

Comment ça marche

La pulsation se produit lorsque les couches externes d'une étoile ne sont pas en équilibre hydrostatique parfait. Une perturbation, comme un léger changement d'opacité, peut provoquer l'expansion de la couche. En se dilatant, elle se refroidit et devient plus opaque, piégeant le rayonnement et provoquant son échauffement et son expansion supplémentaire. Finalement, l'expansion dépasse le point d'équilibre, et la gravité ramène la couche vers l'intérieur, la comprimant et la chauffant. Le cycle se répète, l'étoile oscillant à une fréquence naturelle déterminée par sa taille, sa masse et sa structure interne. Le mécanisme moteur implique souvent une couche d'hélium partiellement ionisé qui agit comme une valve, stockant et libérant alternativement de l'énergie.

En pratique

La pulsation stellaire est utilisée pour mesurer les distances des galaxies via les variables céphéides, et en astérosismologie pour sonder la structure interne des étoiles, y compris notre Soleil (héliosismologie).

Anecdote

Le Soleil lui-même pulse avec une période d'environ 5 minutes, avec des millions de modes résonants, ce qui le fait sonner comme une cloche.

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