Introduction Notre projet

Notre projet porte sur l'analyse et l'observation des étoiles variables. Le but de ce projet est d'une part, de mesurer les distances qui nous séparent de certaines étoiles variables à partir de l'analyse de celles-ci, et d'autre part, de faire des premiers pas dans l'astronomie.
Beirens Benjamin et Carrière Jean-Sébastien ont choisi ce projet car ils sont intéressés par le master MAUCA à l'université Nice Sophia-Antipolis, master tourné vers l'astronomie. En ce qui concerne Zebbache Akim, il désirait de nouvelles connaissances sur l'astronomie, et découvrir d'autres facettes dans la recherche physique.
Dans la première partie de notre stage nous avons étudié des étoiles variables, observées pendant plusieurs années, par le satellite Kepler. Dans un second temps, nous avons égalemment analysé l'étoile variable RW Cnc, à partir de nos propres observations à l'Observatoire de la Côte d'Azur dans la cabane de Mr. Vernin.

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Généralités

Pour aborder correctement ce stage et avoir une compréhension du sujet étudié, et des futures analyses présentées plus tard dans le site, il était primordial de faire une recherche bibliographique au sujet des étoiles dans leurs ensembles le plus général. Au début de notre projet tuteuré, il nous fallait donc savoir la composition d’une étoile , c'est-à-dire quelles sont les différentes couches qui la composent. Il nous faut également comprendre la mécanique interne des astres , quelles sont les forces qui maintiennent un équilibre hydrostatique comme par exemple les réactions thermonucléaires au sein de l’étoile qui produisent de l’hélium 4 ou encore les forces gravitationnelles qui font que l’étoile s’effondre sur elle-même. Nos recherches nous ont aussi amenés à trouver l'existence d'une classification par population et par luminosité des étoiles , mais aussi de connaître l’évolution   au cours du temps de celle-ci notamment grâce au diagramme de Hertzsprung-Russel.

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Les étoiles variables

La suite logique de notre recherche bibliographique s’est tournée vers les étoiles variables   qui ont quitté la séquence principale, présentée dans le diagramme Hertzsprung-Russel, mais aussi de comprendre les principes de l’Astérosismologie . Il existe une multitude d’étoiles variables comme les étoiles variables éruptives ou explosives, ou bien encore les variables pulsantes. C’est sur ces dernières que nous avons travaillé. Il en existe de nombreuses, et il est important de connaître les changements engendrés par la consommation de l’hélium lorsque l’étoiles quitte la séquence principale, donc leur mécanisme de pulsation à savoir le κ-mécanisme, mais aussi de connaître des modulations énigmatiques comme l’effet Blazhko . Pour mettre en évidence cet effet il nous faut étudier les courbes de lumières, réprésentant la magnitude apparente en fonction de la phase , des étoiles variables pulsantes irrégulières.

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Mission Kepler

Durant notre projet, nous avons eu la chance de pouvoir analyser les données recueillies par le satellite Kepler durant sa mission . En effet ce satellite fut envoyé en 2009 par la NASA dans un but scientifique d’explorer la structure et la diversité des systèmes planétaires et plus précisément d'étudier des exoplanètes. Sachant que ce satellite possède un photomètre, il nous est possible d’analyser les données recueillies sur les étoiles variables pulsantes .

Dans notre cas nous avons étudié une étoile régulière V838Cyg, deux étoiles irrégulières V808Cyg et V355lyr et pour finir une irrégulière un peu plus complexe, la V445lyr. A partir de ces données, représentant le flux en fonction du temps, nous avons pu tracer et étudier les courbes de lumière de chacune de ces quatre étoiles. Puis à l’aide de ces courbes de lumière nous avons été en mesure d’obtenir un périodogramme, avec la fréquence principale et chacune de ses harmoniques, que nous avons ensuite analysé dans le but d’observer et de mettre en évidence la modulation de Blazhko.

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Nos Observations RW Cnc

Une fois que nous avions assez de connaissances quant aux étoiles variables pulsantes ainsi que l’expérience nécessaire dans le traitement et l’analyse de données de ces mêmes étoiles, nous avons pu observer par nous-même l’étoile RW Cnc (de type RR Lyrae). L’observation s’est faite à l’observatoire de la Côte d’Azur dans la cabane de Mr. Vernin. Nous avons donc appris différentes choses quant à l’observation, comme par exemple les coordonnées équatoriales ou encore la synchronisation .
Le télescope utilisé était de type Ritchey-Chrétien et nous avons essayé de comprendre son fonctionnement ainsi que celui de la caméra CCD, caméra nous permettant l’acquisition des images. Pour finir, nous avons traité ces images pour en sortir les données nécessaires à l’élaboration de la courbe de lumière de l’étoile RW Cnc   et ainsi pouvoir analyser l’évolution de la magnitude apparente de cet astre en fonction du temps.

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Détermination des distances

Pour finir avec ce projet nous avons utilisé toutes les informations, acquises au cours de nos traitements de données et de nos analyses des différentes étoiles variables étudiées précédemment, pour mesurer les distances nous séparant de celles-ci.

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Conclusion et prospectives

Comme nous l'avons expliqué dans l'introduction les étoiles variables sont très importantes pour la connaissance de notre univers et la détermination des distances qui nous séparent des galaxies, c'est pour cette raison que leurs études sont importantes.

Ceci a été une expérience très bénéfique pour l'aprentissage des méthodes et moyens d'observation en astronomie, de l'analyse des étoiles et pour la compréhension de leur physique.

Une autre partie importante du projet était d'analyser les courbes de lumière des étoiles variables régulière, irrégulière présentant l'effet Blazhko et d'un autre cas plus compliqué, cela nous a permis d'utiliser un logiciel d'analyse assez complexe de fréquences pour obtenir des périodogrammes.

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Bibliographie et sources