GEPI, Observatoire de Paris-Meudon Etoiles Be : perspectives pour une collaboration pros-amateurs Coralie Neiner GEPI, Observatoire de Paris-Meudon La Rochelle, 25.05.06

Plan de la présentation: Les étoiles Be? Le phénomène Be Les pulsations des étoiles Be La mission COROT Proposition de contribution des amateurs à COROT Autres contributions amateurs possibles Conclusion La Rochelle, 25.05.06

Que sont les étoiles Be? découvertes en 1867 par le père Secchi des étoiles B = chaudes (bleues) T = 20000 K = 3-4 Tsoleil non-supergéantes M = 8 Msoleil R = 6 Rsoleil variables et …. Etoiles B = blanc-bleu = chaudes e = émission La Rochelle, 25.05.06

qui ont au moins une fois montré une raie en émission Be = B émission Halpha qui ont au moins une fois montré une raie en émission Be = B émission 20% des étoiles B particularité ou étape dans l’évolution? B -> Be -> B -> Be Etoiles B = blanc-bleu = chaudes e = émission Koubsky et al. 2000 La Rochelle, 25.05.06

région de vent polaire + disque équatorial froid geométrie applatie région de vent polaire + disque équatorial froid Comment produire assez de moment angulaire pour éjecter de la matière jusqu’a une orbite stable autour de l’étoile? La Rochelle, 25.05.06

Différents types de profils d’émission Sletteback 1979 La Rochelle, 25.05.06

Rotation des étoiles Be Rotation rapide en général (mais < vitesse critique)  Elargissement Doppler de la raie par la rotation La Rochelle, 25.05.06

 Applatissement de l’étoile V=0 Vitesse de rotation  Très rapide La Rochelle, 25.05.06

Variations des étoiles Be variation rapide du spectre et de la lumière (heures – mois) & vent fortement variable o And Hipparcos Hubert & Floquet, 1998 La Rochelle, 25.05.06

variation cyclique à long-terme dans les raies spectrales (5-20 ans) : oscillation globale du disque? Telting 1996 La Rochelle, 25.05.06

éjection épisodique de matière (ans - décennies) : le “phénomène Be”  Comment éjecter cette matière? Hipparcos Hubert & Floquet, 1998 La Rochelle, 25.05.06

Explications possibles aux éjections Binarité : interaction avec un compagnon, mais il existe des étoiles Be qui ne sont pas binaires... Présence d’un champ magnétique: on ne connait qu’une étoile Be magnétique à ce jour (omega Ori), mais les instruments polarimétriques n’étaient pas assez sensibles jusqu’à récemment pour détecter ces champs... Battement de pulsations non radiales: on voit des pulsations dans la plupart des étoiles Be, mais on n’a observé un battement de pulsations que dans une seule Be (mu Cen)... La Rochelle, 25.05.06

Les pulsations Diagramme H-R R = 6 Rsoleil M = 8 Msoleil T = 20000 K La Rochelle, 25.05.06

Etoiles b Céphei Etoiles SPB B0.5-B2 III-IV périodes de pulsations courtes (heures, radiales + non-radiales, modes de pression) brulent de l’hydrogène dans leur coeur zone d’instabilité le prototype b Cep est aussi une étoile Be B2-B5 périodes de pulsations (jours, non-radiales, mode de gravité) zone d’instabilité sous les b Cep dans le diagramme H-R La Rochelle, 25.05.06

Le parcours de l’onde dépend de la structure interne de l’étoile Onde à l’intérieur de l’étoile, courbée par le changement de vitesse du son Le parcours de l’onde dépend de la structure interne de l’étoile Oscillations dues a des ondes accoustiques qui se propagent a l’interieur de l’etoile. Elles commencent a la surface et se deplacent vers le centre de l’etoile. Mais leur parcours se courbe a cause du changement de la vitesse du son dans l’etoile. Le parcours exact depend donc de la structure interne. La Rochelle, 25.05.06

l = nb total de lignes séparatrices m = nb de méridiens séparateurs La surface de l’etoile est divisee en zones par l lignes. M d’entre elles correspondent a des lignes de latitude. l = nb total de lignes séparatrices m = nb de méridiens séparateurs Schrijvers 1999 La Rochelle, 25.05.06

l=2, m=1 l=5, m=3 C. Ormerod La Rochelle, 25.05.06

l=10, m=10 l=7, m=4 La Rochelle, 25.05.06

Exemple de pulsations vues dans les profils de raies (2 modes : l=3, m=0, f=2.6 c/j et l=3, m=-3, f=2.95 c/j) Observations Modèle Cyg, Neiner et al. 2004 La Rochelle, 25.05.06

Les pulsations pour expliquer le phénomène Be? L’idée : Il y a plusieurs modes de pulsations dans les Be Conséquence : Ces différents modes créent des interférences constructives appelées battement : lorsque l’amplitude des différents modes est maximale en même temps, il y a assez d’énergie pour éjecter de la matière… La Rochelle, 25.05.06

la seule étoile Be avec des battements détectés de pulsations Cen : la seule étoile Be avec des battements détectés de pulsations Rivinius et al., 1997 La Rochelle, 25.05.06

Solution : utiliser un satellite plus d’alternance jour-nuit Problème : détecter les pulsations n’est pas facile, car les périodes sont de l’ordre de 1 jour (comme la rotation de la Terre…) détecter les battements de pulsations est encore plus dur, car il faut observer l’étoile pendant des années Solution : utiliser un satellite plus d’alternance jour-nuit quelques mois d’observations suffisent car elles sont continues et très précises  le satellite COROT La Rochelle, 25.05.06

COROT (Convection, Rotation et Transits planétaires) détecter et étudier les étoiles pulsantes + détecter des planètes extrasolaires collaboration CNES, ESA, la France, des instituts européens et le Brésil télescope 30 cm, champ 3.5*3.5 deg, vers le centre et l’anticentre galactiques 4 CCDs: 2 pour l’astérosismologie + 2 pour les exoplanètes lancement en octobre 2006 La Rochelle, 25.05.06

Les cibles et le programme Corot Observations de 5 champs vers le centre et l’anticentre galactiques : 150 jours par champ Programmes additionnels: astérosismologie dans les CCDs exoplanètes ou exoplanètes dans les CCDs astérosismo Observations courtes pour des programmes exploratoires : 20-30 jours par champ Astérosismologie : 1 (ou 2) cible principale par champ de magnitude ~5.5 + 8-9 cibles secondaires de magnitude 5.6 à 9.4 Exoplanètes : des milliers d’étoiles par champ de magnitude 12 à 16 La Rochelle, 25.05.06

Anticentre HD 46558 CorotSky La Rochelle, 25.05.06

2 étoiles Be Champs exoplanètes 2 cibles principales HD 49933 HD 49434 CorotSky La Rochelle, 25.05.06

Les cibles Be de Corot 18 étoiles Be avec 6<V<9 près des cibles principales = possible cibles secondaires en astérosismo dont 4 déjà sélectionnées ~50 étoiles Be avec 6<V<9 visibles par Corot = possible comme cibles pour des observations courtes des centaines d’étoiles Be avec 12<V<16 dans les CCDs exoplanètes = possible comme cibles additionnelles  Voir http://www.ster.kuleuven.be/~coralie/corotbe.html La Rochelle, 25.05.06

Avec COROT on s’attend à: beaucoup de détections de pulsations dans les étoiles Be chaudes (B0e à B3e) la détection de pulsations de faible amplitude pour les étoiles Be moins chaudes (B4e à B9e) qui n’ont pas été détectées jusqu’à présent, mais qui sont prévues par la théorie la détection de battement de pulsations La Rochelle, 25.05.06

Mais: COROT observe en photométrie... Il serait utile de connaitre aussi le spectre des etoiles Be pendant que COROT les observe: pour voir si on observe les mêmes pulsations en photométrie et en spectroscopie (il semble que certains modes apparaissent mieux soit en photométrie soit en spectroscopie) pour connaitre le moment des éjections de matière (émission à Halpha) et voir s’il correspond bien aux battements de pulsations  résoudre la question de l’origine du phénomène Be La Rochelle, 25.05.06

Contribution possible des amateurs Observer les quelques cibles secondaires Be de COROT avec 6<V<9 pendant 150 jours chacune Observer les quelques cibles exploratoires Be de COROT avec 6<V<9 pendant 20-30 jours chacune Et aussi... Observer les plus brillantes (5<V<6) des 50 cibles pulsantes primaires et secondaires (de type beta Cep, gamma Dor, delta Scuti, etc...) pendant 150 jours chacune La Rochelle, 25.05.06

Organisation des observations amateurs Tous les 6 mois il y aura 1 ou 2 etoiles Be à étudier La mission durera au moins 2.5 ans Pour chaque étoile il faut: Une mesure de temps en temps réparties sur 150 jours (pour voir s’il y a une éjection de matière) Un suivi intensif en réaction rapide en cas d’éjection de matière Un suivi intensif planifié pendant 15 jours sur un grand domaine de longueur d’onde (pour étudier les pulsations) La Rochelle, 25.05.06

1. Une mesure de temps en temps Observations réparties sur 150 nuits, avec au moins 1 spectre par semaine Une seule étoile Avec des spectros Lhires3 ou autres spectros amateurs Seulement la raie Halpha Pour savoir si l’étoile Be a une éjection de matière Facile à faire par tous les amateurs! Impossible à faire par le pros (1 spectre par semaine) La Rochelle, 25.05.06

2. Alerte éjection Observations non planifiables, déclenchées si une des étoiles Be éjecte de la matière Avec des spectros Lhires3 ou autres spectros amateurs La raie Halpha suffit (mais si on a d’autres raies c’est encore mieux!) Un spectre par nuit suffit Pour suivre l’éjection de matière Facile à faire par tous les amateurs! Impossible à faire par les pros (nécessite une réaction rapide!) La Rochelle, 25.05.06

3. Suivi intensif planifié Observations pendant 15 nuits consécutives, avec au moins 5 spectres par nuit, sur une seule étoile Be par semestre Soit avec plusieurs spectros Lhires3 Plusieurs équipes d’observateurs : chaque équipe observe une longueur d’onde. Ex: une équipe observe Halpha 6563 + HeI 6678, une autre équipe observe HeI 4471 + MgII 4481, etc. Soit avec le spectro échelle Musicos à Saint Véran (toutes les longueurs d’onde d’un coup) Pour étudier les pulsations Nécessite une bonne organisation et beaucoup d’observateurs Lhires3 ou nécessite des missions à Saint Véran! Faisables par les pros sur des spectros pros La Rochelle, 25.05.06

les étoiles delta Scuti les étoiles beta Cephei les étoiles SPB etc... Le même suivi intensif pour l’étude des pulsations peut-être fait pour d’autres types d’étoiles pulsantes de COROT que les Be : les étoiles gamma Dor les étoiles delta Scuti les étoiles beta Cephei les étoiles SPB etc...  Dans ce cas, se concentrer sur les étoiles les plus brillantes (5<V<6) de COROT La Rochelle, 25.05.06

Autres contributions des amateurs Insérer les spectres d’étoiles Be que vous avez déjà dans la base de données BeSS  Voir présentation de F. Cochard Participer à des missions d’observations d’étoiles Be à Saint Véran  Voir présentation d’O. Thizy Obtenir des spectres à Halpha quand il y a une alerte d’étoiles Be en pleine éjection sur la liste de diffusion spectro-l La Rochelle, 25.05.06

Spectro-L Liste de discussion crée en 2003 suite à Oléron. Objectif: développer la spectrographie et les liens entre astronomes professionnels et amateurs. Une progression constante depuis sa création Actuellement dans une phase «instrumentale» http://groups.yahoo.com/group/spectro-l/ La Rochelle, 25.05.06

Spectro-L: évolution #membres “Lhires III” OHP 2005 OHP 2004 Oléron 2003 La Rochelle, 25.05.06

Spectro-L: évolution #messages/mois “Lhires III” Oléron 2003 OHP 2004 OHP 2005 La Rochelle, 25.05.06

Spectro-L: répartition géographique La Rochelle, 25.05.06

---> Observer des étoiles Be !!! Conclusions Les amateurs peuvent faire des observations utiles pour aider la recherche sur les étoiles Be! Les amateurs peuvent faire des observations que les pros ne peuvent pas faire! Ces observations sont passionnantes car les étoiles Be varient tout le temps! ---> Observer des étoiles Be !!! La Rochelle, 25.05.06